Зворотні зв’язки в електронних схемах. Вплив зворотних зв’язків на схемотехніку і параметри підсилювачів. Використання зворотніх зв’язків для лінеаризації нелінійностей в електроних схемах, страница 4

Найпростіший шлях забезпечення стабільного положення робочої точки полягає в стабілізації одної з її координат – напруги UКС або IКС. Приклад стабілізації напруги UКС показаний на рис.4.7. В приведеній схемі струм спокою бази ІБС визначається з формули:                      

                  (D).

Тому, при нагріванні транзистора і

                              Рис.4.7.                   зростанні IКС, колекторна напруга UКС буде зменшуватися і, відповідно, буде зменшуватися струм бази спокою ІБС. Зменшення величини базового струму буде приводити до протилежного переміщення робочої точки вниз по лінії навантаження. Як наслідок, положення робочої точки стабілізується. Режим стабілізації величини колекторного струму ілюструється структурною схемою розглянутого підсилювача, яка приведена на рис. 4.7.,б. Нагрівання транзистора приводить до появи теплової складової колекторного струму, яка на структурній схемі зображена в вигляді DІТ. Наявність зворотнього зв’язку  приведе до зниження DІТ . Коефіцієнт зниження визначається контурним  коєфіцієнтом  підсилення

                            КК = 1 + bRK/RБ

Підсилювач по схемі ЗК

Принципова схема підсилювача приведена на рис.4.8.. Особливість її полягає в тому, що навантаження підключене до еміторного резистора RE. Наявність  RE приводить до того, що потенціал UE емітeра залежить від струму IE. Якщо потенціал UБ зафіксований резисторами R1, R2, то напруга UБЕ, яка визначає струм бази, буде залежати від ІЕ, тобто

                           .                           (G)

Струм база спокою для такої схеми

                                 Рис.4.8.                             

                            ,                 (C)

де RВХ - вхідний опір транзистора, включеного відповідно до схеми. Порівнюючи формули (G) і (C) можна сказати, що по аналогії до попередньой схеми (рис.4.7.), в розглядаємій схемі існує зворотній зв’язок по напрузі, що виділяється на емітерному резисторі. Більш того, так як напруга UБЕ визначається у відповідності до формули (G), то можна стверджувати, що в схемі забезпечується послідовний зворотній зв’язок по напрузі. Це дає підстави стверджувати, що вхідний опір транзистора повинен зрости, а вихідний опір каскада – зменшитись.

Для підтвердження цього звернемося до схеми заміщення, яка має вигляд, приведений на рис.4.9. Розглядаючи режим постійного струму, бачимо, що вхідний опір транзистора, тобто опір для струму ІБ можна обчислити, якщо не змінюючи потенціал UE привести струм емітора до струму бази. Для цього нам необхідно збільшити RE в раз. Так як опір

                                   Рис.4.9.                            колектора rK набагато перевищує опір RE, можемо записати:

                                        ,

 звідки вхідний опір

                                      .                   ( )

 Зростання вхідного опору транзистора приведе, відповідно, і до зростання вхідного опору каскаду:

                                     ,                                         (xa)

що дає можливість використовувати каскади для підсилення сигналів від джерел з високим внутрішнім опором.

Опори R1 і R2 вибираються з наступних умов:

·  струм, що протікає через них від джерела EK повинен бути в (4:5) раз більшим, ніж струм бази спокою. При такому співвідношенні можна вважати, що IБ не буде впливати на потенціал UБ;

·  потенціал UБ повинен вибиратися з умови:

                               .

Коефіцієнт підсиленні струму

.

Якщо опори R1 і R2 вибрані високоомними, то  і

                        ,

 тобто коефіцієнт підсилення  струму має значення, що наближається до .

Коефіцієнт підсилення напруги, обчислений аналогічно,

                       .

 Якщо прийняти, що RВХ >> R з однієї сторони, а, в відповідності з (xa)

                      ,

то знаходимо, що KU < 1.