2.3.5. Каскад с параллельной отрицательной обратной связью по выходному напряжению

Стабилизировать ток покоя транзистора можно и косвенным путем, за счет стабилизации коллекторного напряжения транзистора. В схеме на рис. 2.3.1 ток коллектора численно равен , или переходя к приращениям, . Следовательно, при неизменном сопротивлении коллекторного резистора стабилизация коллекторного напряжения транзистора автоматически означает стабилизацию его коллекторного тока. Поэтому для стабилизации тока покоя транзистора могут быть использованы и цепи ООС по выходному напряжению.

На рис. 2.3.6, а приведена типовая схема транзисторного каскада, в которой для стабилизации тока покоя транзистора использована цепь параллельной ООС по выходному напряжению. Введение такой связи снижает коэффициент усиления каскада, уменьшает его входное и выходное сопротивления, расширяет полосу усиливаемых частот, снижает линейные и нелинейные искажения.

В реальных усилительных каскадах уменьшение входного сопротивления приводит к еще большему снижению его общего коэффициента передачи. Вследствие этого схема на рис. 2.3.6, а на практике используется реже, чем схема на рис. 2.3.5.

Рис. 2.3.6. Транзисторный каскад с цепью параллельной ООС по напряжению (а) и его схема замещения (б).

Особенность получения количественных соотношений для рассматриваемой схемы состоит в том, что при параллельном способе введения сигнала ООС, входным параметром каскада является ток. Поэтому его коэффициент передачи имеет размерность сопротивления

,

и носит название сопротивления передачи. Точно также размерным является и коэффициент передачи цепи ОС, измеряемый в Сименсах:

.

С учетом сказанного, для каскада на рис. 2.3.6, а справедлива схема замещения на рис. 2.3.6,б. В ней источники входного и сигнала ООС представлены соответствующими источника тока и . Согласно этой схеме для и можно записать:

,

.

Очевидно, что, несмотря на то, что величины и размерены, для них справедливо общее выражение для коэффициента передачи усилителя с цепью ООС. Тогда для коэффициента передачи схемы на рис. 2.3.6, а можно записать:

.

При глубоких ООС, т. е. при выполнении условия выражение можно упростить:

.

Данное выражение подтверждает сделанный ранее вывод о том, что при большой глубине ООС параметры устройства практически не зависят от собственных свойств усилителя и полностью определяются характеристиками цепи обратной связи.

При необходимости по сопротивлению передачи каскада можно легко найти его коэффициент усиления по напряжению. Для этого в исходном выражении для входной ток необходимо заменить током эквивалентного генератора входного сигнала (рис. 2.3.6 б).

, (2.3.25)

где - общий коэффициент усиления каскада по напряжению.

Полученное выражение показывает, что коэффициент усиления конкретного каскада по напряжению не остается постоянным и зависит от параметров источника входного сигнала. Поэтому для описания свойств каскада удобнее пользоваться не коэффициентом , а его сопротивлением .

Используя схему замещения каскада (рис. 2.3.6, б), можно получить выражение для его входного сопротивления:

. (2.3.26)

Аналогичное выражение можно получить, воспользовавшись общим выражением для входного сопротивления усилителя с цепью, параллельной ООС.

Учитывая, что согласно схеме замещения транзистора, включнного по схеме с общим эмиттером, собственное входное сопротивление транзистора , и полагая , что справедливо для глубоких ООС, из выражения (2.3.26) получим:

.

Для выходного сопротивления каскада можно записать:

. (2.3.27)

Согласно схеме замещения на рис. 2.3.6, б Тогда, полагая цепь ООС глубокой ( ) получим: .