Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 80
Текст из файла (страница 80)
(8-7), (8-8)), то, как легко убедиться, параметры усилителя будут в той или иной мере зависеть от в н е ш н и х сопротивлений й, н Я„, что обычно нежелательно. Позтому каждомУ из четырех основных типов усилителей 182) — усилителям напря- ния ()р, <" Я,„), усилителям тока Я,,л )(,„), усилителям с потенциальным выходом ()1„,'~ )т',„,) и усилителям с токовым выходом (х( ~ 1(,ы,) — ссответствУет свой оптимальный тип обРалиой вязи, для которого коэффициенты йз„и 5вы„близки к единице. д именно, учитывая структуру формул (8-7) и (8-8), последовательная обратная связь свойственна усилителям напрялсения, параллельная обратная связь — усилителям тока, обратная связь по напряжению — усилителям с аотенг(паленым выходалг и обратная связь по току — усилителям с токовым выходом.
Только при таком соответствии отрицательная обратная связь оказывается наиболее эффективной, т. е. обеспечивает в полной мере свое стабилизирующее действ ге, Если же, например, в усилителе с то кон ы м выходом использовать обратную связь по и а п р я ж е н и ю, то выходное сопротивление согласно (8.)оа) Уменьшитси н изменении нзгРУзкн )гв бУдУт сильнее влиЯть на значение выходного тока, что ие отвечает назначению такого усил>пиля. В пределе, при О, обратная связь по напряжению в усилителях с токовым выходом делается в>обще невозможной. Если в усилптсле в а и р я ж е я и я осуществить и а р в лл ел ь ау ю обратную связь, то входное сопротивление согласно (8.9б) уменьшится и усилитель будет сильнее нагружать источник сигнала, что весьма нежелательно в усилителях напряженна.
В пределе, при йг О, параллельная обратная связь вообще бессмысленна, так как при атом ток обратной связи полностью замыкается через источник сигнала и не попадает на вход усилителя. Соответствевио коа~фиписнт усиления бужт нрнмерно такой же, кан и без обратной связи.
В табл. 8-1 приведены основные выражения, свойственные каждой из схем на рис. 8-2. В тех случаях, когда коэффициент прямой передачи не соответствует структуре усилителя (например, когда для схемы на рис. 8-2, б используется не сопротивление передачи, а коэффициент усиления тока или напряжения), можно воспользоваться формулами пересчета, приведенными в табл. 8-2. Зги формулы получены путем элементарных преобразований, основанных на соотношениях Е„=- 1„.Ч„(принцип взаимного соответствия или дуальности (62)) и (1,ы, = 1 ы..йю Полученные выражения (табл. 8-1) имеют о д н о т и п н у ю простую структуру и действительны для всех случаев, когда цепи о б р а т н о й передачи однонаправленны или могут быть приве- Мены к однонаправленным без принципиальных погрешностей '.
Если же однонаправленность цепи обратной передачи выражена слабо, то выражения (8-1) — (8-10) нуждаются в существенных поправках и теряют свою простую и физически наглядную структуру. Именно в этом случае приходится прибегать к матричному методу (см $8-1). В последующих параграфах рассматриваются примеры обратных связей, анализ которых ьюжет основываться на нзловсенной выше осноне, т. е. квазиоднонаправленных.
т Отсутствие однонаправленности и пепи п р я ми й передачи означает "зличие в ней в н у т р е н н е й обратной связи з В этом случае можно разбить ч",'гырехполюсник А на два однонаправленных или квазиоднонаправлеииых (А' и н)> см. $8-3. Таблица 8-! Основные соотношения прп разных типах обратной связи' Выход Вход Обратная свяаь по напряжению Обратная связь па таку Обратная свинь со сложением напряткений (посл едовательная) Кг Кто. с= — .' 1+к~К; ' Обратная связь со сложением токов (параллельная) г В табл. З.! паРаметРы К, Ян, а и К. свЯааиы с ковбфиииенткми непсй пРЯмой передачи соотношениями (З-аб): Кя ЛахвюДвыкв' У = Завыюйвкг' Ия Ябвхгйвыюд К« = Г вхтхвыю' табл нца 8-2 Соотношения между передаточными параметравш Выражение печного вередаточного параметра черве Передаточный параметр Кг(/( /(г) К1/'т г К~//(н о тын оу (/тг/тв) о у/те Ка//«и Кв//(г Кц (ыг//тв) 8-3.
ВНУТРЕННЯЯ ОВРАТНАЯ СВЯЗЬ С внутренней обратной связью мы уже познакомились в 8 7-2 и отразили ее во всех основных формулах, описывающих )(С-усилители. В данном параграфе мы установим тип атой обратной связи в соответствии с общими определениями т. а Нике не учитывается обратная связь по напряженипу, т. е. коэффициент и акОб атом виде внутренней связи будет 'сказано в конце параграфа, Кц Юу ып Ка К» Кпо.с=) (и К К.ю.,=(нет+Ивы ) Х Ывых. о. с=(Двык+Ивюд Х Х (1+ив'1агмхвйвыхц) йя )та.
о. с = +'и а Йы.о. «=-(бвх+ьвыюд Х Йвыю о. «=(нных+йети) Х Бу у. о. с = 1 з у /тех. о. с= (/(вх+/твыюд Х Х (1 +и Л 5' ай хг); /(вык. о. с=Же«и+/(вю«) Х Ивк. о. «=(пвк+Двыюд Х Х (1+ЫГЛ«4вкБв„„т)' Юных о. с=(/(выа+/(вхк) Х х (1+к,АД„Д;„ыг) /(о/Р. /(п/(Кг/1 д г /Ян Источник сигнала — генератор тока. Если управляюшей величиной в каскаде ОЭ считать т о к базы и если учесть„ что в выходной пепи эквивалентной схемы действует тоже генератор т о к а, то внутреннюю обратную связь в таком каскаде логично рассматривать как обратную связь по току со сложением токов на входе (рис. 8-2, н). Лля простоты положим пурпурную нагрузку Р» )) Р„ равной нулю и представим источник сигнала генератором тока ),. Тогда эквивалентная схема каскада ОЭ изобразится так, как показано на рис.
8-3, а. Она имеет структуру, показанную на рис„8-2, г, с тем небольшим отличием, что последовательно с источником сигнала оказывается включенным сопротивление гб. 4» г. б à — —— / а) б) Рис. З-З. Эквивалентная схема ОЭ. о — привекеиивя и струиеуре яа рис. ВЦ а б — с явно выражеииыи четырехполюсяи- иоы обратной связи. Как видим, преобразование вквивачентной схемы ОЭ к «каноническойв структуре, соответствую«ней параллельной связи по току„привело к необходимости использовать параметры, свойствен иые в кл ю ч си и ю ОБ'. Легко ааметить, что обратная связь в данном случае и о л о ж и тел ь н а, т, е.
способствует увеличению усилительного параметра цепи прямой передачи (в данном случае — коэффициента ы), но одновременно снижает его стабильность. Последний вывод подтверждается тем, что коэффициента при включении ОБ более стабилен, чем коэффициент р при включении ОЭ [см. замечании к формуле (4-68) на с. 214). Коэффициентом прямой передачи в схеме рассматриваемого типа является коэффициент усиления тока Кг. Считая четырехполюсник обратной связи однонаправленным, представим схему так, как показано на рис. 8-3, б.
Следовательно, в данном случае й„„= = г;, д,ы, и аы О. Из рис. 8-3, б получаем п а р а м е т р ы ц е п и прямой передачи: Аг= — а; йвя Ив (/Гва )«выа Г и г Действительно, после преобразования схемы входным сопротивлением цепи прямой передачи оказалось сопротивление г„а следовательно, упрааляюшнм пнюм в атой цепи должен быть ток эыитгера. Б целом, с учетом обратной связи (мг = 1) и при условиях )т'„= оо и )тк ов О, нужно (8-11а) разделить, а (8-11б) умножить на глубину обратной связи (см. табл.
8-1), в данном случае на величину 1 — сс. Тогда параметры транзистора принимают знакомый вид, свойственный включению ОЭ: — а Кя= — = — Р; 1 — а 1 — а йвх (1 а) Ыв е )т,„,"-г„(1 — а) =г,*. (8-12 а) (8-12б) (8-12а) К величине )т„= г,(1+ Р) следует прибавить сопротивление гб, поскольку истинный вход транзистора на рис. 8-3, б расположен левее зажимов обратной связи. Влияние сопротивлений К н ггк, показанных пунктиром, учитывается С ПОМОЩЬЮ КОМ)фИПИЕНтпнй 1 й $ ы„е, а ВЛИЯНИЕ СОПРОтнзЛЕНИЯ Гб — ПУТЕМ преобразования компонентов 7„)гг, гб по теореме об эквивалентном генераторе.
Опуская выкладки (см. 8-е йздаееие данной книги), запишем получанкдиеся выражения для параметров каскада: Кг= —— Рое Ке (8-!Зв) 1+ Роетб 1ге+гб+ гв ' есвх = (гб+ ев) 0+ Роетбо)1 (8-13б) )7ввех-гй (1+Рте). (8.13в) Велнчиаы Р , так тб имеют тот же смысл, что и в 4 7-2. Если, как обычно бывает, результирующая нагрузка состоит нз параллельно включенных сопротивлений )тк и )гк, то (8-1За) следует умножить на йк/(еек + )гк), а (8-Ив) сложить параллельно с Лк. После этого выраженин (8-13) совпадут с (7-17)„(7-15) н (7-22). Структура схемы (рис. 8-3) сохраняется и для каскада ОБ, поскольку эквивалентные схемы транзистора в обоих включениях ст р у кт у р но одинаковы (ср. рис. 4-13 и 4-24).
Поэтому для каскада ОБ достаточно на рис. 8-3 и в предыдущих формулах заменить г, на гб, г„на г, 'и Ыв на — Р1б, Тогда вместо формул (8-12) получим для каскада ОБ: К1= 1 =а1 квх=(1+Р)кб) )твых= гк (1+Р) гк (к величине )т,„= гб / (1 + Р) нужно прибавить сопротивление г„ включенное до четырехполюсника прямой передачи).
Обратная связь в данном случае отрицательная, а цепь прямой передачи представляет собой эквивалентную схему транзистора при включении ОЭ. Источник сигнала — генератор э. д. с. На рис. 8-4, а показана идеализированная эквивалентная схема каскада ОЭ, структура которой соответствует по с л е до в а тел ь но й обратной связи по току (см. рис. 8-2, в).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
