при постепенном изменении окружающей температуры. При |
этом |
Es изменяется обратно пропорционально температуре. Если |
она |
повышается, то происходит увеличение тока /к о- Но одновременно уменьшается напряжение UK0, а следовательно, и напряжение £б.
Уменьшение напряжения Ео в свою очередь приводит к умень шению тока /бо, а эта причина сдерживает перемещение точки исходного режима усилителя вверх по выходной динамической ха рактеристике. В результате этого ток /„о хотя и возрастает с по вышением температуры, но в меньшей степени, чем в схеме уси лителя с фиксированным смещением, т. е. без обратной связи.
1ко+1б0
Рис. 2.66. Схема резисторного усилителя с последователь ной ИООС по эмиттерному току
Эффективность коллекторной температурной стабилизации ис
ходного |
режима транзистора зависит от величины сопротивле |
ния RK. |
Схема оправдывает |
свое назначение только при сравни |
тельно |
большой величине |
RK. |
Сопротивление нагрузки транзистора для переменного тока
коллектора состоит из параллельного соединения |
резисторов RK, |
Reu Rn и входного сопротивления |
следующего |
каскада RBX- |
Его точная величина |
равна |
|
|
|
А н |
Л к - Л в 1 + Л к - Л „ + |
Лк-Лвх + |
Яб1 - Л„ + Л б 1 - Л в х + |
« „ • / ? • * ' |
Именно это сопротивление определяет коэффициенты усиления |
каскада |
(по напряжению, току и |
мощности). |
Сопротивление |
шунтирует вход усилителя по переменному току и тем самым уменьшает его входное сопротивление.
Схема резисторного усилителя с последовательной ИОС по
эмиттерному току |
изображена |
на рис. 2.66. В этой схеме на ячей |
ке R3C3 создается |
напряжение |
только за счет постоянной состав |
ляющей эмиттерного тока /э о, |
а ее величина зависит от темпера |
туры транзистора. |
|
|
С повышением температуры ток 7эо возрастает, что приводит к увеличению напряжения U30- Но при этом уменьшается напряже ние (Убо, что ослабляет процесс инжекции и сдерживает рост эмиттерного тока, а следовательно, и рост коллекторного тока.
Хорошая эмиттерная температурная стабилизация исходного режима транзистора получается только при достаточно большом сопротивлении R9 и небольшом сопротивлении RK. Обычно вели чина сопротивления /?э выбирается порядка единиц килоом. Чем
больше Ra, тем стабильнее режим |
усилителя, но тем больше дол |
жно быть напряжение Ек. |
|
У с и л и т е л ь с б е з ы н е р ц и о н н о й о т р и ц а т е л ь н о й |
о б р а т н о й |
с в я з ь ю |
Применение инерционной ООС часто не обеспечивает требуе мой стабильности параметров транзисторного усилителя. Тогда приходится применять безынерционную отрицательную обратную
1КО+1БО
Рис. 2.67. Схема резисторного усилителя с параллель ной БООС по коллекторному напряжению
связь (БООС). Методы ее осуществления те же самые, что и в ламповых усилителях.
Наиболее часто используются следующие варианты БООС: •— параллельная по коллекторному напряжению;
—последовательная по эмиттерному току;
—комбинированная.
Схема резисторного усилителя с параллельной БООС по кол лекторному напряжению изображена на рис. 2.67. В этой схеме ток базы определяется по формуле
(2-154)
Из формулы видно, что между током базы и напряжением на коллекторе имеется линейная зависимость. Ее можно использо-
вать для нахождения точки исходного режима на коллекторной динамической характеристике усилителя. Для этого необходимо задаться рядом значений тока базы (по числу имеющихся кол
|
|
|
|
|
|
|
|
лекторных |
статических характеристик) и рассчитать соответствую |
щие им коллекторные |
напряжения. |
|
|
|
Найденные точки |
(рис. 2.68) |
соединяют |
плавной |
кривой, |
на |
зываемой |
линией исходного |
режима ( Л И Р ) . |
Она пересекает |
кол |
лекторную |
динамическую |
характеристику в |
точке исходного |
ре |
жима. По пей легко определяются |
величины |
/бо, /ко и |
UK0. |
|
|
|
Рис. 2.68. Определение точки исходного режима ре- |
|
|
|
зисторного |
усилителя с параллельной ООС по кол |
|
|
|
|
|
лекторному напряжению |
|
|
Если усилитель работает в типовом режиме, то его основные |
параметры |
можно |
рассчитать |
по |
приближенным формулам. |
В |
низкочастотных |
параметрах |
Т-образной |
схемы |
транзистора |
они |
имеют |
следующий вид. |
|
|
|
|
1) |
Входное сопротивление |
усилителя |
|
|
|
|
|
« [ г в + г. (1 + |
р)] • R 6 |
в . |
(2.155) |
2) |
Коэффициент |
|
усиления |
по |
току |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
<2.156) |
3) |
Коэффициент |
|
усиления |
по |
напряжению |
|
|
Ки = Кгтг. |
(2.157) |
Параллельная БООС по коллекторному напряжению |
умень |
шает входное сопротивление усилителя. Поэтому уменьшается и коэффициент усиления по току.
Схема усилителя с последовательной БООС по току изобра жена на рис. 2.69. Напряжение обратной связи создается на ре зисторе Ra. Оно пропорционально току эмиттера. Ток эмиттера
может изменяться быстро (сигнальные изменения) или медленно (температурные изменения). В обоих случаях обратная связь дей ствует, так как резистор Нэ не заблокирован конденсатором.
Ток базы в исходном режиме определяется по уравнению
/ < и — Л 6 + Л 9 ( Г + » " *
В соответствии с ним легко найти величины Дю и UKo (по точке исходного режима на коллекторной динамической характери стике) .
1ко+ гб-о
Рис. 2.69. Схема резисторного усилителя с последова тельной БООС по эмиттерному току
Основные параметры усилителя с БООС по эмиттерному току можно рассчитать по следующим уравнениям. .
1) Входное сопротивление усилителя
Я** = Л, + ra |
(1 + |
р) + R3 (1 +Р) . |
(2.159) |
Оно заметно больше, чем в предыдущих схемах, и не зависит |
от коллекторной нагрузки. |
|
|
|
2) Коэффициент усиления по току |
|
tf^P-TTTTirxWxTK. |
(2-160) |
3) Коэффициент усиления |
по |
напряжению |
|
is |
w |
R н |
(2.161) |
|
|
RB |
|
Последовательная БООС по эмиттерному току заметно увели чивает входное сопротивление усилителя, незначительно умень шает коэффициент усиления по току и резко уменьшает усиление сигнала по напряжению. Однако надо иметь в виду, что на вход усилителя с большим входным сопротивлением попадает большая часть ЭДС источника сигнала.
По этой причине для транзисторных усилителей коэффициент усиления по напряжению, определяемый как отношение выходного напряжения к входному, часто бывает, малопоказательным пара метром. Вот почему наряду с ним пользуются понятием коэффи циента усиления по ЭДС сигнала. Он имеет следующий вид:
Если входное сопротивление усилителя активно, то
(2.163)
|
|
|
Рис. 2.70. |
Схема |
резисторного усилителя |
с комбиниро |
|
|
|
|
|
|
|
ванной БООС |
|
|
|
|
|
с |
Наибольшее |
различие |
между |
Ки |
и Л'е получается в |
усилителях |
параллельной |
БООС |
и совсем |
небольшое |
различие |
получается |
в |
случае |
последовательной БООС. |
|
|
|
|
|
|
В практических схемах усилителей находит применение и ком |
бинированная обратная |
связь. Пример такой схемы |
представлен |
на |
рис. 2.70. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При типовом режиме работы такого усилителя его основные |
параметры |
можно |
рассчитывать |
по |
следующим приближенным |
формулам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
Входное |
сопротивление |
усилителя |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
_ |
Д 9 ( Я 6 |
+ |
Я*) |
(1 |
+ |
Р) |
|
, „ «ддч |
|
|
|
|
|
^ в х |
— |
/ ? б + |
</?, + |
Ли) О |
+ |
Р) |
' |
^лоу |
|
2) |
Коэффициент |
усиления |
по |
току |
|
|
|
|