10.5. Способы задания режима покоя в усилительных

каскадах на полевых транзисторах

В схемах на полевых транзисторах режим покоя задается с помощью падения напряжения на резисторе, включенном в цепь истока, или подачей на затвор дополнительного напряжения. На рис. 10.11 представлены схемы подачи напряжения смещения на полевые транзисторы. В усилителях на полевых транзисторах с управляющим р–n переходом и со встроенным каналом (рис. 10.11,а,б) режим покоя обеспечивается за счет резистора, включенного в цепь истока.

Так как ток затвора этих транзисторов очень мал, то и мало падение напряжения на резисторе R_з. На практике принято считать, что напряжение U_зио практически равно падению напряжения на резисторе R_и . Сопротивление резистора R_з, включенного параллельно большому входному сопротивлению усилителя, должен быть соизмеримо с ним. Сопротивление R_з выбирают из диапазона порядка единицы – десятки МОм.

Резистор R_и, кроме функции автоматического смещения на затвор, выполняет функцию термостабилизации режима работы по постоянному току, стабилизируя I_со. Чтобы исключить падение напряжения на резисторе R_и за счет переменной составляющей тока стока, резистор R_и шунтируют емкостью С_и. Сопротивление конденсатора во всей полосе пропускания усилителя должно быть много меньше R_и.

Часто для работы транзистора на участке с большой крутизной характеристики, на затвор подают дополнительное отпирающее напряжение (рис. 10.11,в) с помощью делителя R₁, R_з.

При использовании в усилительных устройствах полевых транзисторов с индуцированным каналом (рис. 10.11,г) принципиально необходима подача напряжения смещения от внешнего источника, ибо при его отсутствии транзистор будет закрыт. Температурная стабилизация осуществляется за счет элементов R_и, С_и.

10.6. Обратные связи в усилителях

Для улучшения стабильности усиления, изменения входного и выходного сопротивления, уровня линейных и нелинейных искажений, амплитудно-частотных, передаточных характеристик и других параметров вводят обратную связь. Обратной связью (ОС) в усилителях называют передачу выходного сигнала в его входную цепь. Цепь, по которой осуществляется передача сигнала ОС, называется цепью обратной связи. Петлей ОС называют замкнутый контур, включающий в себя цепь ОС и часть усилителя между точками ее подключения. Местной петлей ОС (местной ОС) называют ОС, охватывающую отдельные каскады или часть усилителя. Общая ОС охватывает весь усилитель.

У прощенная структурная схема усилителя с обратной связью показана на рис. 10.12. Усилитель имеет в направлении, указанном стрелкой, коэффициент усиления . Другим прямоугольником обозначена цепь ОС, имеющая коэффициент передачи ,  – напряжение ОС, передаваемое с выхода усилителя на вход. Коэффициент показывает, какая

ч асть выходного напряжения передается обратно на вход, поэтому его называют коэффициентом обратной связи. Обычно , поэтому вместо нижнего усилителя можно применять пассивный линейный четырехполюсник. Коэффициент усиления усилителя и коэффициент передачи цепи ОС в общем случае являются величинами комплексными, учитывающими возможный фазовый сдвиг на низких и высоких частотах за счет наличия в схемах реактивных элементов. При работе в диапазоне средних частот, если в цепи ОС отсутствуют реактивные элементы, то параметры К и  являются вещественными величинами.

Если напряжение совпадает по фазе со входным напряжением , то в точке сравнения происходит сложение сигналов, и ОС называют положительной (ПОС). Если и противофазны ( ), то в точке сравнения происходит их вычитание и ОС называют отрицательной (ООС).

По способу получения сигнала обратные связи бывают:

– обратная связь по напряжению (рис. 10.13,а), когда сигнал обратной связи пропорционален выходному напряжению ;

– ОС по току (рис. 10.13,б), когда сигнал обратной связи пропорционален току выходной цепи;

– комбинированная обратная связь (рис. 10.13,в), когда снимаемый сигнал ОС пропорционален как напряжению, так и току выходной цепи.

П о способу введения напряжения ОС на вход усилителя обратные связи бывают:

– последовательной (рис. 10.14,а)– напряжение ОС поступает последовательно с напряжением источника входного сигнала;

– параллельной (рис. 10.14,б) – напряжение ОС поступает параллельно с напряжением источника входного сигнала;

– смешанной (рис. 10.14,в).

Для определения вида обратной связи можно воспользоваться следующим правилом: если при коротком замыкании нагрузки напряжение обратной связи сохраняется, то осуществляется обратная связь по току; если же оно стремится к нулю, то осуществляется обратная связь по напряжению.

Поскольку в усилителях обычно используются каскады ОЭ, ОК, ОИ, ОС, то можно просто определить вид ООС по способу подачи ее сигналов во входную цепь. Если сигнал обратной связи поступает на эмиттер (или исток) транзистора, то связь последовательная, а если на базу (или затвор), то параллельная. Для определения вида обратной связи (ОСС, ПОС) необходимо просмотреть прохождение полуволны входного сигнала во всех точках схемы усилителя.

Отрицательная обратная связь позволяет улучшить некоторые параметры усилителя, поэтому она нашла на практике преимущественное применение. Оценку влияния обратной связи на показатели усилителя рассмотрим на примере схемы с последовательной обратной связью по напряжению на рис. 10.14,а.