9.3. Усилитель с последовательной оос по напряжению

Входное сопротивление усилителя с ООС определяется способом подачи напряжения ОС во входную цепь. Согласно элементарной теории ОС, последовательная ООС по напряжению (ПООСН) увеличивает входное сопротивление усилителя в γ раз, т.е.

.

Выходное сопротивление усилителя с ООС определяется способом снятия напряжения ОС с нагрузки усилителя. Согласно элементарной теории ОС, ПООСН уменьшает выходное сопротивление усилителя в γ раз, т.е.

.

Уменьшение выходного сопротивления УУ снижает зависимость выходного напряжения от изменения величины нагрузки, следовательно, можно утверждать, что ПООСН стабилизирует коэффициент усиления по напряжению при изменении нагрузки. Ранее были рассмотрены эмиттерный и истоковый повторители, в которых имеет место 100%-ная ПООСН (подразд. ?.?, ?.?), поэтому ограничимся иллюстрацией применения ПООСН – трехкаскадным интегральным усилителем с внешней цепью ОС (резистор, рис. 3.4).

Возможность менять глубину общей ООС значительно расширяет сферу применения данного усилителя и делает ИМС многоцелевой.

9.4. Усилительный каскад с параллельной оос по напряжению

Согласно элементарной теории ОС, параллельная ООС по напряжению (||ООСН) не меняет коэффициент усиления по напряжению усилителя, но за счет изменения его входного сопротивления меняется сквозной коэффициент усиления. В результате уменьшения входного сопротивленияк входу усилителя приложится напряжение

, где – коэффициент передачи входной цепи УУ.

По аналогии с можно записать:

.

При глубокой ||ООСН (>>1) получаем:

.

Входное сопротивление усилителя с ||ООСН определится как:

,

где глубина ООС по току ,.

Величину выходного сопротивления УУ, охваченного ||ООСН, можно приближенно оценить по уже известному соотношению:

.

Из изложенного следует, что ||ООСН стабилизирует сквозной коэффициент усиления по напряжению при постоянном сопротивлении источника сигнала, уменьшает входное и выходное сопротивления усилителя.

Каскад на БТ с ОЭ и ||ООСН представлен на рис. 3.5.

При ||ООСН выходное напряжение каскада вызывает ток ОС, протекающий через цепь ОС . Ранее (см. подразд. ?.?) рассматривалась схема коллекторной термостабилизации, работа которой основана на действии ||ООСН. В данном же каскаде ||ООСН действует только на частотах сигнала, что отражено на рис. 3.5б.

Воспользовавшись рекомендациями подразд. 2.3, получим выражения для основных параметров в области СЧ. Для коэффициента усиления по напряжению получим:

,

т.к. ,. В большинстве случаев, поэтомуменяется незначительно. Само же изменениеобъясняется тем, что, в отличие от классической структуры УУ с ||ООСН, в реальной схеме каскада нет столь четкого разделения цепи ОС и цепи прямого усиления.

Входное сопротивление каскада с ||ООСН равно:

.

Обычно ,и, тогда

.

Выходное сопротивление каскада с ||ООСН равно:

,

т.к. как правило и.

Для определения параметров каскада в области ВЧ следует воспользоваться соотношениями для каскада с ОЭ (см. подразд. ?.?), принимая во внимание, что при расчете постоянной времени каскада следует учитывать выходное сопротивление каскада с ||ООСН, т.е.и влияние ||ООСН на крутизну –.

Следует заметить, что существует возможность коррекции АЧХ (ПХ) в области ВЧ (МВ) путем включения последовательно с корректирующей индуктивности. Эффект коррекции объясняется уменьшением глубины ООС в области ВЧ (МВ). Расчет каскада с ОЭ и ||ООСН вобласти НЧ ничем не отличается от расчета каскада без ОС (следует только учитывать изменение ипри расчете постоянных времени разделительных цепей), исключение составляет расчет разделительной емкостииз условия.

Следует заметить, что существует возможность коррекции АЧХ (ПХ) в области НЧ (БВ) путем уменьшения емкости . Эффект коррекции объясняется уменьшением глубины ООС в области НЧ (БВ).

Механизм действия ||ООСН в каскаде на ПТ с ОИ (схема не приводится ввиду совпадения ее топологии рис. 3.5) во многом идентичен только что рассмотренному. Приведем расчетные соотношения для основных параметров каскада на ПТ с ||ООСН:

,

т.к. ,.

.

Как правило, и, тогда

.

,

т.к. чаще всего .

Все вышесказанное о влиянии ||ООСН на АЧХ (ПХ) каскада на БТ справедливо и для каскада на ПТ.

||ООСН обычно применяют тогда, когда требуется понизить входное сопротивление каскада, что необходимо во входных каскадах УУ, работающих в низкоомном согласованном тракте передачи.