Лекции / СТКУ_какие_то_лекции

рис.2-13

За счет Rдоб повышается потенциал Uбэ2 и увеличивается

Iэ2, сохраняя высокое выходное сопротивление.

Uбэ1 Iэ1 Rдоб Uбэ2 Iэ2 Rэ

Пренебрегая Iб1 (Iб2) можно записать:

Iэ1 I1;Iэ2 I2

При равенстве Rдоб и Rэ следует равенство I1 = I2 (при идентичности параметров схем).

То есть это - типичный “отражатель тока” (“токовое зеркало”).

При I1 Rдоб Uбэ1 и, соответственно,

I2 Rдоб

I1 Rэ

То есть отношения токов может варьироваться в очень широких пределах (до двух порядков) независимо от температуры.

Другое достоинство ГСТ следует большое динамическое сопротивление для переменного тока и очень мало по постоянному току.

Физическая суть значительного отличия Rдин Rстатич для ГСТ при использовании терминов « активная нагрузка» или «электронный эквивалент сопротивления» может быть объяснена на рис.2-14:

рис.2-14

Rстатич = Uк0 /Iк0 (небольшое); Rдин = Uк/ Iк; При этом, так как Iк очень мало (из-за небольшого наклона ВАХ), то получается Rдин Rстатич. Реально можно получить для Rдин сотни к или даже М при относительно небольших значениях Rстатич.

Выводы по теме

1.К цепям смещения предъявляются особые требования:

1)задать выбранное значение и полярность напряжения для положения рабочий точки;

2) обеспечить положение точки покоя в заданном положении при воздействии дестабилизирующих факторов.

2.Достоинство схем фиксированным током базы или фиксированным напряжением базы — простота и экономичность. Однако применение ограничено из-за нестабильности режимов транзистора во времени и из-за изменения температуры.

3.Эмиттерная стабилизация имеет преимущество перед коллекторной, так как исходный режим задается делителем R1 R2, а требуемая стабилизация – выбором Rэ, независимо от параметров делителя; эмиттерная стабилизация более эффективна.

4.Недостаток диодной схемы компенсации — невысокая точность и глубина. При большом сигнале термоэлементы вносят искажения. Диодная схема компенсации широко используются в интегральных малосигнальных усилителях.

5.Входные токи ПТ практически отсутствуют, если не принимать во внимание чрезвычайно малые обратные токи затвора, составляющие единицы—десятки наноили пикоампер в зависимости от типа ПТ.

6.Смещение на ПТ желательно выбирать таким, чтобы точка покоя была расположена ближе к термостабильной

точке транзистора.

7.ГСТ – это устройство, близкое по своим параметрам к идеальному источнику, ток которого не изменяется

сизменением сопротивления на нагрузке. ГСТ находит широкое применение не только для цепей смещения, но и в качестве динамических нагрузок и цепей стабилизации.

8.Достоинством схемы стабилизации с ГСТ является стабилизация весьма малых токов при сравнительно не-

больших значениях резисторов Rзад и Rэ .

9. Другим достоинством ГСТ является большое динамическое сопротивление для переменного тока и очень мало по постоянному току. При использовании обычных элементов этого достичь невозможно.

Задания и вопросы для самоконтроля по теме

1.Приведите схему последовательного и параллельного питания транзистора в каскадах маломощного усиления;

2.Какие требования предъявляются к цепям смещения?

3.Приведите особенности схемы смещения фиксированным током базы;

4.Приведите особенности схемы смещения фиксированным напряжением базы;

5.Перечислите причины нестабильности схем смещения фиксированным током базы и фиксированным напряжением базы;

6.Приведите схему установки рабочей точки фиксацией тока эмиттера;

7.Приведите особенности схемы эмиттерной стабилизации;

8.Приведите особенности схемы смещения с температурной стабилизацией;

9.В чем заключаются особенности питания цепей смещения полевых транзисторов?

10.Приведите примеры схем смещения без стабилизации режимов ПТ;

11.Как учитывается неоднозначность зависимости тока стока ПТ от температуры при построении цепей смещения?

12.Приведите примеры схем смещения со стабилизацией режимов ПТ;

13.В чем заключается особенность работы схем ГСТ?

14.В чем заключается особенность построения схемы «токового зеркала?

15.В чем заключается особенность построения схемы «отражателя тока?

16.В чем заключается особенность построения схемы и смысл терминов « активная нагрузка» или «электронный эквивалент сопротивления»?

Лекция 3

Тема: обратная связь в аналоговых электронных устройствах и ее влияние на их параметры и свойства. Схемотехника применения отрицательной обратной связи

Понятие «обратная связь» (ОС) широко используется как в технике, так и в других областях знаний. Когда в 1928 г. была предпринята попытка запатентовать отрицательную обратную связь, то эксперты не увидели ее полезности и дали отрицательный ответ. И действительно, на первый взгляд, отрицательная обратная связь только уменьшает коэффициент усиления усилителя. Однако, как это часто бывает в технике вообще и в электронике в частности, один недостаток того или иного решения может значительно перевешиваться его достоинствами. Отрицательная обратная связь, хотя и уменьшает коэффициент усиления, но исключительно благотворно влияет на многие параметры и характеристики усилителя. В частности, уменьшаются искажения сигнала, в значительно большем диапазоне частот коэффициент усиления оказывается не зависящим от частоты и т. д. /1/.

3.1. Виды обратной связи

Обратной связью называется связь, при которой происходит передача сигнала (напряжения, тока) из выходной цепи усилителя во входную (рис.3-1). В усилителях ОС используется для уменьшения искажений и повышения стабильности усиления и режима работы усилительных элементов. Как видно из рисунка, в узле 1 суммируются сигналы (U,I) от источника и от выхода усилителя.

рис.3-1

Если фазы этих сигналов совпадают, то их общая амплитуда возрастает как в точке 1, так и в точке 2 – это положительная обратная связь.

При противоположной фазе – отрицательная обратная связь, вносящая ослабление.

ООС – частотно-независимая, если коэффициент передачи напряжения (тока) цепи ОС не зависит от частоты, в отличие от частотно-зависимой.

Если цепь, элемент ОС является неотъемлемой частью усилителя, такая ОС – внутренняя. Если ОС охватывает один каскад многокаскадного усилителя, то это местная ОС, в отличие от общей ОС, охватывающей весь усилитель в целом.

3.1.1. Параллельная по входу и выходу ОС

Действие этого вида ОС зависит от параметров входной (Y1, Z1) и выходной (Y2, Z2) нагрузок и не проявляется при коротком замыкании как на входе (Y1 = ∞, Z1 = 0), так и на выходе

(Y2 = ∞, Z2 = 0). Так как этот вид связи существует только при

U2 ≠ 0, то этот вид ОС – параллельный по напряжению

(рис.3-2):

рис.3-2

Другой характерный признак – наличие узлов 1 и 2 на эквивалентной схеме.

Пример реализации такой обратной связи (рис.3-3):

рис.3-3

i1 i1 i1B

ik iэ i2 i1B

Разделительный конденсатор С1 (и резистор R1) является частью сопротивления источника сигнала:

1

1

R1

1

j C1

Как видно:

1)при R1 = 0, 1/j C1 = 0, а так же при R2 = 0 обратная связь не действует;

2)кроме того, имеются узлы 1 и 2.

При i1 i1 i1B ; и 1/j C1 « R1

U1 e1 R1 i1 i1B

- понижается за счет увеличения i1В – т.е. характерно для отрицательной обратной связи.

Так как обратная связь следует только при наличии U2 (см. эквивалентную схему), то ОС – «по напряжению».

3.1.2. Последовательная по входу и выходу обратная связь

Схема последовательной по входу и выходу обратной связи представлена на рис.3-4:

Zвх – входное сопротивление усилителя без ООС; U1B – напряжение ОС;

В режиме холостого хода на входе (ZBX = ∞) сигнал U1B не передается на вход;

рис.3-4

то же самое – при холостом ходе на выходе (Z2 = ∞) напряжение ОС равно нулю, т.е. необходимым условием наличия ОС – существование выходного тока I2 ≠ 0 (ОС «по току»).

В простейшем случае реализация такой ОС (рис.3-5): Rб1; Rб2; С1 – следует отнести к источнику сигнала:

Напряжение на промежутке база-эмиттер U1 U1 U1B - т.е. ОС отрицательная. Признаком последовательной ОС является отсутствие узла во входной цепи, а связи по току

– то, что при коротком замыкании на выходе (R2 = 0) передача сигнала с выхода на вход не прекращается.