1.4Стабилизация параметров транзисторных каскадов с помощью цепей обратной связи

О трицательная обратная связь (ООС) по току нагрузки возникает при включении в цепь эмиттера сопротивления R_Э (Рис. 1.4). Ток эмиттера, протекая по резистору R_Э, создает на нем падение напряжения: .

У

Рис. 1.4 Усилительный каскад с ООС по току

величение под влиянием внешних факторов постоянного коллекторного тока I_K0 транзистора приводит к увеличению падения напряжения на нагрузочном резисторе R_Э и, как следствие, к уменьшению напряжения на переходе эмиттер-база. Как следствие, снижается ток базы и ток коллектора I_K0. «Круг замыкается» и это способствует к возврату рабочей точки транзистора в прежнее положение. Данный механизм действует и в отношении полезного сигнала усилителя. Для предотвращения снижения коэффициента усиления резистор шунтируют конденсатором, чье эквивалентное сопротивление в рабочем диапазоне частот оказывается незначительным.

Д

Рис. 1.5 Усилительный

каскад с ООС по напряжению

ля стабилизации рабочей точки транзистора могут быть использованы и цепи ООС по выходному напряжению. На рис. 1.5 приведена типовая схема усилительного каскада на биполярном транзисторе во включении с ОЭ, в которой применена цепь ООС по выходному напряжению (т.н. схема автоматического смещения). Стабилизирующее действие данного вида обратной связи основано на следующих процессах. Увеличение под влиянием внешних факторов постоянного коллекторного тока I_K0 транзистора приводит к увеличению падения напряжения на нагрузочном резисторе R_К и, как следствие, к уменьшению падения напряжения на оставшемся участке цепи протекания тока нагрузки ("коллектор-земля" или "коллектор-эмиттер" в схемах без резистора в эмиттерной цепи). Так как коллектор соединен с базой с помощью резистора , то одновременно снижается напряжение, подаваемое на эмиттерный переход транзистора U_БЭ0 , а это автоматически приводит к уменьшению токов I_К0, I_Э0 и возврату рабочей точки транзистора в прежнее положение.

ООС по току и по напряжению оказывают влияние на многие параметры каскада: снижается общий коэффициент усиления, увеличивается входное и выходное сопротивления, уменьшаются линейные и нелинейные искажения, расширяется полоса пропускания.

1.5Статическая переходная характеристика усилительного каскада

Кроме выходных и нагрузочной характеристик рабочая точка может быть выбрана с помощью переходной (проходной) характеристики:

На рис. 1.6 приведена переходная характеристика для схемы с ОЭ.

Рис. 1.6 Переходная характеристика

Рис. 1.7 Переходная характеристика R_Э=75Ом

Характеристика строится на основе экспериментальных измерений напряжения эмиттер-коллектор (или тока коллектора). По оси абсцисс фиксируется (на практике удобнее изменять ток базы, но фиксируется все равно напряжение база-эмиттер). В отличие от выходных характеристик переходная характеристика показывает, что усиление сигнала большого уровня является нелинейным. Однако, если ввести отрицательную обратную связь (рис. 1.7) линейность повышается. Строго говоря, переходная характеристика на рис. 1.7 уже не является характеристикой только транзистора. Она зависит и от резистора в цепи эмиттера R_Э, не шунтированного конденсатором.