выпрямленного напряжения, то рабочая точка транзистора при изменениях входного напряжения будет перемещаться по пологому участку коллекторной характеристики. На этом участке ток коллектора изменяется незначительно и пульсации напряжения на нагрузке будут меньше, чем на входе фильтра. В схеме рис. 2.13 смещение на базе транзистора создается от постоянной со-

R, Г

Рис. 2.12. Коллекторная характе- Рис. 2.13. Транзисторный ристика транзистора. фильтр с нагрузкой в цепи

коллектора.

ставляющей выпрямленного напряжения (резистор /?2). Такая схема называется схемой с фиксированным смещением. Она способна работать лишь в узком диапазоне колебаний внешней температуры. Резистор обеспечивает термостабилизацию схемы рис. 2.13 только в небольших пределах. Схема рис. 2.13 применяется при неизменном сопротивлении нагрузки, так как выходное напряжение зависит от сопротивления нагрузки. Транзисторные фильтры с нагрузкой в коллекторной цепи применяют при малых нагрузках, когда сопротивление нагрузки значительно больше выходного сопротивления фильтра:

В схеме с нагрузкой в цепи эмиттера (рис. 2.14, а) на базу транзистора подается напряжение, отфильтрованное цепочкой RiCi. Так как напряжение Uq биполярного транзистора мало, то выходное напряжение будет мало отличаться от напряжения на базе. Пульсации на выходе в этой схеме зависят от сглаживающего действия цепи RiCi, и если при одной цепочке RC пульсации все-таки велики, для их снижения можно включить несколько звеньев последовательно (рис. 2.14,6).

5а-858 69

Схема транзисторного фильтра рис. 2.14, а представляет собой эмиттерный повторитель, выходное сопротивление которого мало, поэтому такой фильтр менее чувствителен к изменениям нагрузки. Так как база транзистора соединена с коллектором через резистор Ri, то схемы на рис. 2.14 имеют автоматическое смещение, устойчиво работают при изменении температуры внеш-

-0~г

El -О-

-о-СП

-f-o-

Рис. 2.14. Транзисторные фильтры с нагрузкой в цепи эмиттера.

а - простой; б - с улучшенной фильтрацией; в - с дополнительным источником питания; г - с фильтром LC в цепи базы.

ней среды и не требуют тщательной подгонки режима. Иногда в этих схемах конденсатор параллельно нагрузке не ставят, так как коненсатор С в цепи базы транзистора оказывает фильтрующее действие прн колебаниях тока нагрузки. Его емкость, пересчитанная на выход, примерно в 213 раз больше. (Здесь кэ - коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером).

Определим коэффициент сглаживания пульсаций для транзисторного фильтра, собранного по схеме на рис. 2.15, а. Для этого в эквивалентной схеме фильтра (рис. 2.15,6) изобразим транзистор как четырехполюсник, представленный своими /г-параметрами.

Переменная составляющая входного напряжения е попадает на выход фильтра тремя путями.

Первый - это фильтрующее звено R1R2C, через которое переменная составляющая е попадает на базу транзистора и затем повторяется (транзистор при передаче этих колебаний подобен эмит-териому повторителю) на нагрузке.

Второй путь проходит по цепям внутренней обратной связи транзистора и отображается иа эквивалентной схеме генератором Й2э 2- Этот генератор включен последовательно со входным сигналом, если рассматривать транзистор и нагрузку фильтра как эмиттерный повторитель. Поэтому от его действия на нагрузке получается переменное напряжение, равное hi2(e-u)hi2e.

Третий путь -это выходная цепь транзистора (проводимость /г22эи генератор тока ftgia и входная цепь сопротивление /г э)-Переменный ток, протекающий через проводимость /1223 и генератор /1223/5 точке, отмеченной символом Э на рис. 2.15,6, ветвится. Одна его часть (меньшая) протекает далее по нагрузке фильтра R а другая (большая) - через цепь базы (сопротивление транзистора Лц и конденсатор С. Поскольку всегда выполняются ус-

4-0-

Т I i

Рис. 2.15. Транзисторный фильтр с делителем напряжения в цепн базы (а) и его эквивалентной схемы (б).

ловия /1цэ1-я; l/(cOiiC) < /1))э1, то можно считать, что практически весь ток, прошедший через выходную цепь транзистора (Л22Э и генератор Л21Э-б)> протекает далее через сопротивление гпэД-попадает в базовую (входную) цепь транзистора. Обозначив этот ток через 1\, получим:

\-\гэ-Кхъ\- (2.23)

Здесь первый член в правой части -это ток, протекающий по проводимости Аггэ- Точнее, его следовало бы определить как

(е-и)Л22э , но для реального фильтра, дающего хорошее сглаживание, напряжение на входе е всегда изменяется много больше выходного напряжения и.

Второй член в правой части учитывает ток выходного генератора. Знак минус появился из-за того, что ток h протекает в направлении, противоположном тому, которое в теории четырех по-люсников принято за положительное.

Переменное напряжение иа выходе фильтра будет примерно равным

(2.24)

Определив из (2.23) ток U и подставив полученное выражение в (2.24), найдем:

(2.25)

/ = \1э 22э/(1+21э)-