УДК 621.375
ПРОКОПЕНКО Н.Н., КОВБАСЮК Н.В.
K
где
o
&
,
*
Ki
&
.

K s.
o =
K
=
S
1+ jwt
.i1
s
(1+ jwtб)(1+ jwti)
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИИ
В частном случае, когда инерционность подсхем УТ1, СП1 и a&
ЕМКОСТИ КОЛЛЕКТОР-БАЗА ВЫХОДНОГО ТРАНЗИСТОРА В
1
КАСКОДНЫХ УСИЛИТЕЛЯХ
мала, т.е. tatэtitstб0, формула (2) принимает вид:

K
K


0
0
K&y =
=
,

(3)
Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса
1+ jwtн 1
( - a0 K .i0)
w
1+ j
346500, г. Шахты, ул. Шевченко, 147, (863-62)2-21-33, (863-62)2-54-91

e-mail: prokn@sssu.ru
где
1
w-в = tн(1- a0 Ki0) - верхняя граничная частота усилителя (рис.1) с

цепями компенсации С
Повышение
верхней
граничной
частоты
широкополосных
к1.
усилителей с непосредственной связью является одной из центральных
+
R
проблем в современной аналоговой микросхемотехнике. Предложенные в
н.экв
[1,2,3] принципы построения транзисторных каскадов с повышенным
I&
коэффициентом усиления могут быть эффективны и для решения данного
c
I&н
Вых
класса задач.
В схеме каскодного усилителя с цепями последовательной
U&
компенсации емкости коллектор-база С
С
вых
I&
к1 выходного транзистора VT1
б1
С
к1
(рис.1) учитывается емкость в цепи базы VT1 (С
к1
б), емкость в цепи
VT1
эмиттера VT1 (С
&
э1), инерционность усилителя тока УТ1 ( K
(j )
1
.i
w ),
УТ1
1.y
I&
частотные свойства преобразователя СП1 входного напряжения
С
U&
I&
э1
вх в ток
1
K&
э1
2
i.1
I&s , частотная зависимость коэффициента усиления по току эмиттера VT1
I&
( )
I&
s
1
a& . При этом предполагается, что входное активное сопротивление (Rвх.1)
2.y
и выходные проводимости подсхем УТ1 и СП1 - сравнительно малы,
Вх
входное сопротивление VT1 по цепи эмиттера (r
СП1 S& U&
э) также мало и имеет
1
вх
активный характер, а частотные зависимости a&
U&
1 , S
& , K& .i1 описываются
вх
передаточными функциями первого порядка
-
S
I&
K
I&
&

0
s
a
I
S& =
=
,
0
.i
.
2 y
K&
=
=
,
0
1
к
&a =
=
,

Рис. 1. Функциональная схема широкополосного усилителя с цепью
1+ j
&
wt
.i1
&
1
s
Uвх
1+ jwti
I .1y
1+ jwt
I
a
1
э
компенсации емкости коллектор-база VT1
(1)

где tn, ts, ti, ta, - соответствующие постоянные времени высоких
Из формулы (3) следует, что предельный выигрыш по площади
частот.
усиления (Mmax), который обеспечивается в схеме (рис.1), может достигать
Вводя обозначения K0=Rн.эквa0S0, tэ=Сэrэ, tб=СбRвх.1, tн=Rн.эквСк1,
значений:
Ki=a0Ki.0, можно показать, что комплексный коэффициент передачи по
Q*
*
w
1
напряжению каскада (рис. 1) описывается формулой:


M
в
=
=
=
1
max
>> ,

(4)
Q
w
1- a K
U&
K&
в
0
.i0


н
s
.
o
K& y =
=
, (2)
*
*
U&
&
где Q , ,
Q wв,wв - площади усиления и верхние граничные частоты
вх
(1+ jwtн)(1+ jwtэ)(1+ jwta)
*
- jwtн Ki 1.
усилителя (рис. 1) с цепью компенсации Ск1 ( *
Q , *
wв ) и без нее ( Q , wв).

Если учесть только инерционность усилителя тока УТ1 и влияние
аналоговых микросхемах. - Ростов-на-Дону: Изд-во Северо-
емкостей Сб и Ск1, т.е в выражении (2) положить ti0, tб0, tэ=ta=0, то
Кавказского научного центра высшей школы, 2000.-224с.
уравнение
амплитудно-частотной
характеристики
каскада
(рис.1)
принимает вид
K

0
K y =
,
(5)
2
2

2
*




w tнti ÷
2 2
K
1- K
S
÷
iS
+ w t 1-
2

1

+ w (
÷÷

÷÷
ti )
i
н
2
*
2
1


+ w (t )2
*i
2
где ( *ti)
2
2
ti + tб - эквивалентная постоянная времени канала
компенсации Ск1.
1,4
Ky
1,2
кi = 0,98
кi = 1
1
кi = 0,5
0,8
0,6
кi = 0
0,4
0,2
f, МГц
0
1
10
100
1000
10000

Рис. 2. График функции амплитудно-частотной характеристики
каскада

На рисунке 2 приведены графики функции (5) при
*
g = tн ti =1000,
tн=10-8. Их анализ показывает, что эффективность последовательной
компенсации емкости Ск1 с целью повышения wв существенно зависит от
коэффициентов g и K S.
i
, а также численных значений tн .

1. Операционные усилители с непосредственной связью каскадов /В.И.
Анисимов, М.В. Капитонов, Н.Н. Прокопенко, Ю.М. Соколов. - Л.:
Энергия., 1979. -148 с.
2. Прокопенко Н.Н. Нелинейная активная коррекция в прецизионных