Калькулятор каскадного усилителя на биполярных транзисторах (BJT)

Данный калькулятор вычисляет уровни смещения напряжения и тока, а также коэффициент усиления и частотную характеристику для каскадного усилителя.

Каскадный усилитель имеет высокий коэффициент усиления и широкую полосу пропускания. Он преодолевает ограничения емкости Миллера,固有ствующие в общем-эмиттерном усилителе, путем использования второго транзистора в качестве буфера тока с общим базисом. В результате он может обеспечить полосу пропускания с коэффициентом усиления, на несколько порядков величин больше, чем у общем-эмиттерных усилителей. Единственным недостатком является то, что требуется второй транзистор и более высокое питание, чтобы транзисторы имели приемлемые рабочие пределы.

Для этого каскадного усилителя коэффициент усиления определяется отношением RC/RE2. Чтобы увеличить полосу пропускания, необходимо максимизировать сумму RE1 и RE2.

Следует отметить, что на практике для частот выше 2 МГц требуется вторая ступень буфера-ослабителя с общим коллектором, чтобы предотвратить перегрузку выходной ступени и снижение частотной характеристики. Даже емкость зонда осциллографа с частотой 1 МГц приведет к откату частоты этого усилителя на уровне 2 МГц. Чтобы измерить частотную характеристику на осциллографе, проводить измерения на выходе каскадного усилителя через буфер.

Уравнения

V_B1= R3/(R1+R2+R3)

V_B2= (R2+R3)/(R1+R2+R3)

V_E1= V_B1-V_BE

V_E2= V_B2-V_BE

V_C1= V_E2

V_C2= VP - I_C*R_C

R_B1= R3*(R1+R2)/ (R1+R2+R3)

I_B*R_B1 + I_B*Beta*R_E+V_BE=V_B1

I_B= (V_B1-V_BE)/(R_B1+Beta*R_E)

I_C= Beta*I_B

g_m = Ic/25mA

r_π=Beta/g_m

Если RE2 равен нулю Ом:

A= -g_m*((RL||RC)*(R2||R3))/(R23+RS)*(r_π/(r_π+Rx+(R2||R3||RS)),

иначе

A= -(RL||RC)/RE2

Rx обычно составляет 10 - 30 Ом, в калькуляторе используется 20 Ом.

f_T= g_m/(2π*(C_BE+C_BC))

f₁= 1/(Rin*(Cbe+ 2*Ccb))/(2*π);

f₂= 1/(R_L*Ccb)/(2*π);

Нижняя полюсная частота доминирует:

BW= f₁;