24 Температура стабилизации оэ
Существенным недостатком транзисторов является их зависимость от температуры: при повышении t транзистора увеличивается коллекторный ток, это приводит к изменению коллекторных хар-ок транзистора.
А' – положение рабочей точки после нагрева
При увеличении коллекторного тока на дельта Ik, коллекторное напряжение уменьшается на дельта Uk, это вызывает смещение рабочей точки усилителя. При определенных условиях А может выйти за пределы линейного участка.
Для уменьшения влияния t применяют схему:
В
цепи базы для создания начального
смещения Uбэ
применяется делитель напряжения на
резисторах Rб’
и Rб”.
Напряжение Uбэ зависит от сопротивления
резисторов.
Uбэ = Ek* (Rб’/ (Rб’+ Rб”)) - RэIэ (1)
При наличии резистора Rэ повышение температуры приводит к возрастанию падения напряжения на нем.
Iэ=Iб+Ik
Это вызывает снижение потенциала базы по отношению к потенциалу эмиттера (уравнение 1), а следовательно к уменьшению токов Iэ и Ik.
Уменьшение Ik за счет введения Rэ не полностью компенсирует влияние повышения t, но оно существенно снижается.
Роль Cэ: переменная составляющая эмиттерного тока (iэ) создает на Rэ падения напряжения. Uэ = iэRэ Рост Iэ уменьшает усиливаемое напряжение подводимое к транзистору. Коэффициент усиления при этом будет уменьшаться. Т.о. конденсатор Сэ предназначен для создания “пути” с малым сопротивлением для полезного усиливаемого сигнала. За счет этого коэффициент усиления снизится в меньшей степени.
Явление уменьшения усиливаемого напряжения называется отрицательной обратной связью. Под обратной связью понимают передачу части выходного сигнала на его вход. Если эта передача снижает усиливаемое напряжение, то она называется отрицательной. Для ослабления этой связи параллельно Rэ включают Сэ. Величину Сэ выбирают такой, чтобы для всех частот усиливаемого напряжения его сопротивление было много меньше Rэ. Называется эмиттерная стабилизация.
Режимы работы усилителей:
Режим А. Рабочая точка находится посредине переходной хар-ки транзистора. Широко применяется в усилителях, искажения минимальны. Низкий КПД.
Режим Б. Рабочая точка в начале переходной хар-ки. Выходное напряжение при синусоидальном входном сигнале полусинусоида, тоесть большие искажения. Более высокий КПД, применяются в специальных 2х тактных усилителях.
Режим С. Рабочая точка за линией отсечки. Большие искажения, КПД стремится к 1. Применяются в специальных избирательных усилителях.
25 Обратные связи в усилителях
Подача части или всего выходного сигнала на его вход – обратная связь. Структурная схема усилителя:
Обратные связи создают специально. Само произвольные обратные свзяи – паразитные.
Если U1 = Uвх + Uoc, то такая связь положительная.
Если U1 = Uвх – Uос, то такая связь отрицательная.
Все обратные связи делятся на:
По напряжению Uoc = бэта*Uвых
По току Uoc = Roc*iвых (Roc – сопротивление звена обратной связи)
Последовательные обратные связи. Цепи обратной связи включены последовательно с входными цепями усилителя.
Параллельные обратные связи. Цепи обратной связи включены параллельно цепям усилителя.
Наиболее часто применяется отрицательная обратная связь:
Повышается стабильность коэффициента усиления.
Снижается уровень нелинейных искажений.
Увеличивается входное и уменьшается выходное сопротивление усилителя.
Введение положительной обратной связи повышает коэффициент усиления, однако она практически не применяется, так как стабильность коэффициента усиления значительно снижается.
Влияние отрицательной обратной связи по напряжению на коэффициент усиления.
U1 = Uвх – Uoc = Uвх – бэтаUвых
Uвх = U1 + бэтаUвых
Очевидно, что для усилителя без обратной связи Uвх = U1, тогда коэффициент усиления будет: k = Uвых/U1 (1).
Для усилителя с обратной связью учитывая 1:
koc = Uвых/Uвх = Uвых/(U1+бэтаUвых). Делим на U1 и числитель и знаменатель:
koc(+) = k/(1+бэтаk)
Из выражения 2 следует, что введение ОС уменьшает коэффициент усиления в 1+бэтаk раз. Аналогично можно показать, что для положительной ОС коэффициент усиления увеличивается:
koc(+) = k/(1-бэтаk)
Если значение бэтаk >> 1 (глубокая отрицательная ОС), то примерно:
koc(-) = k/(1+бэтаk) = k/бэтаk = 1/бэта
Т.о. koc(-) не зависит от коэффициента k, тоесть не зависит от причин изменения коэффициента усиления. Введение положительной обратной связи увеличивает k в бэтаk раз, что вызывает серьезные трудности в стабилизации работы усилителя.