Отрицательная обратная связь в усилителях

     Рассмотрим наиболее широко применяемую схему стабилизации с с отрицательной обратной связью (ООС) по току в цепи эмиттера (14.2в).

В качестве элемента ООС используется резистор . Сопротивление участка база - эмиттер транзистора,  и  образуют замкнутый контур. Для этого контура справедлив второй закон Кирхгофа, согласно которому
.
Отсюда
                 .                                         (14.4)
     Выражение (14.4) раскрывает физику стабилизирующего действия ООС. Так если под воздействием дестабилизирующего фактора ток базы Iб начнет возрастать, то увеличится и ток эмиттера  , а значит и . Но это приведет к уменьшению напряжения Uбэ настолько, чтобы ток базы принял прежнее значение. ООС всегда препятствует любому изменению тока эмиттера, а значит и тока базы тем эффективнее, чем  больше значение Rэ. Это значит, что ООС будет препятствовать приращению тока коллектора под воздействием входного сигнала, резко уменьшая коэффициент усиления каскада. Чтобы устранить этот недостаток параллельно Rэ включают емкость Сэ. Значение емкости выбирают из условия  на минимальной частоте сигнала. В этом случае переменная составляющая (сигнал) будет замыкаться по Сэ, а медленно изменяющиеся составляющие температурной нестабильности - по Rэ. Каскад сохраняет высокий коэффициент усиления и стабильность свойств в широком диапазоне температуры окружающей среды.
     К основным параметрам усилительных каскадов относятся входное Rвх  и выходное Rвых сопротивления, коэффициент усиления по напряжению КU и др. Значение параметров, как правило, определяют по переменной составляющей в классе усиления А. Для переменной составляющей сопротивление источника Ек равно нулю (т.е. его зажимы 1 - 1' закорачиваются). Сопротивление Rэ также равно нулю, так как резистор закорочен емкостью Сэ.
     Для оговоренных условий входное сопротивление каскада на рис. 14.2в определим по закону Ома
.
Но , где Rэб - эквивалентное сопротивление входной цепи, составленное из параллельно включенных R2 и Rбэ, т.е.
                   .                                     (14.5)
     Величина Rбэ для маломощных транзисторов порядка  103 Ом. Величина R2 порядка нескольких сотен Ом. Значит величина Rвх  схемы рис. 14.2в мала. Это ужесточает требования к мощности источника сигнала, т.е. мощность источника должна быть достаточно большой.
     Резистор Rк по переменной составляющей оказывается включенным параллельно Rкэ и Rн. Значение Rкэ порядка 104 Ом. Значение Rк - порядка 103 Ом. Пренебрегая величиной Rкэ получим Rвых » Rэ, где
 .                                                         (14.6)
Коэффициент усиления по напряжению
.                                           (14.7)
Применяя к (14.7) выражения (14.5) и (14.6), получим
          ,                                (14.8)
где:  - коэффициент усиления по напряжению в режиме холостого хода;
          - коэффициент потерь сигнала в выходной цепи каскада.
Последнее выражение показывает, что коэффициент усиления каскада по схеме с общим эмиттером зависит от параметров нагрузки.

 

Страница обновлена: 27.09.2016