Дьюб Динеш С. Электроника - схемы и анализ (2008) (1095413), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Коэффициент обратной связи Х1 1 кОм (В1 + Вз) 100 кОм 7.7. Р * бр б 207) Коэффициент усиления с обратной связью А 2х 104 (1+ ВА) (1+ 2 х 104 х 10 — 2) Входной импеданс при последовательной ОС по напряжению Хцян) = (1+АВ)Х, и (1+АВ) =АВ = 2 х10 х10 2 = 200. Следовательно, Яцящ = 200 х 300 кОм = 60 Мом. Ур ( — а у„ Рис. 7.17. Рис. 7.18. Пример 7.5. Усилитель с общим эмиттером, изображенный на рис. 7.18,— пример последовательной ОС по току, сигнал обратной связи создается падением напряжения на резисторе Вя, вызванным эмиттерным током.
Пусть В, = г, = 5 кОм. Коэффициент передачи тока транзистора д = 100, динамическое сопротивление эмиттера г', = 25 Ом. Сначала Вя = 0 (обратной связи нет). Чему равны А и Я;? Обратная связь вводится подключением Ва = 1 кОм. Вычислить значения Аян и Яц увб исходя из теории обратной связи. Решение. 1. Бвэ обраптноб связи: (Вя = О), Применяем анализ с помощью г-параметров г, гб 5кОм ( '+В,) р 25 Ом — 200 иУ;=Дг' =100х250м=2,5кОм. 8. С обратаноб связью: (Вп = 1 кОм). Коэффициент передачи цепи обратной связи В Ве 1 кОм = 0,2 Вс 5 кОм и (1 -~ АВ) = (1 + 200 х 0,2) = 40.
Следовательно, А 200 (1+ АВ) 40 Яцяв) = (1+ АВ)Л7 = 40 х 2,5 кОм = 100 кОм. ( 208 Глава 7. Обраканлл связь в усиликаеллх Если бы мы анализировали схему, используя г-параметры прн Вя = 1 кОм, были бы получены те же значения А~яв~ и Яцгвр Пример 7.6. Усилитель на рнс. 7.19 имеет произведение коэффициента уси- ления без ОС на полосу пропускания, равное 2 х 10в. Найти граничную частоту схемы с обратной связью. Решение. Нижняя граничная частота обычно равна нулю или очень мала, так что верхняя граничная частота равна полосе пропускания. Верхняя граничная частота ~, лля усилителя без обратной связи с коэффициентом усиления А равкв на полосе пропускання без ОС, т. е.
= у,. Для усилителя с ОС полоса пропускання равна ~,<гц = 7,(1+ АВ) = у,АВ. Можно записать 190 кОм Рис. 7.19. В~~ля> —= Б(нв) = Ут В, где ут = А 7,. В нашей схеме В1 10 кОм (В1 + Ва) 200 кОм Следовательно, ВИ'<гв> = 2 х 10в х (1/20) = 100 кГц. Полоса пропусканвя уси- лителя с обратной связью равна 100 кГц. 7.9.
Заключение В схемах без обратной связи входной сигнал не зависит от выходного. Схемы без обратной связи нестабильны и поэтому имеют ограниченное применение на практике. Если часть выходного сигнала подать на вход, в схему вводится обратная связь. Если обратную связь ввести так, чтобы сигнал обратной связи совпадал по фазе с входным сигналом — это положительная обратная связь.
Положительная обратная связь увеличивает коэффициент усиления, но значительно снижает стабильность схемы. Выходной сигнал в такой схеме колеблется (флуктуирует). Если при этом схема удовлетворяет некоторым дополнительным условиям, флуктуации могут превратиться в устойчивые периодические колебания. На этом принципе работают генераторы сигналов. Но в схемах усилителей положительная обратная связь почти не применяется. Отрицательная обратная связь добавляет в усилитель замечательные свойства.
Коэффициент усиления становится стабильным и почти не за- висит от изменений окружающей среды и параметров элементов. Отрицательная ОС, введенная в усилитель, многократно повышает частотный диапазон и модифицирует уровни входного и выходного импедансов. ООС дает конструкции большую гибкость. Цена за преимущества— уменьшение коэффициента усиления в усилителях с ООС. Потеря усиления, как правило, компенсируется дополнительным каскадом или каскадами усиления. Мерой изменения тех или иных свойств усилителя с ООС служит число (1+ АВ), где А — коэффициент усиления усилителя без ОС, а  — коэффициент передачи цепи обратной связи.
Например, коэффициент усиления усилителя с ООС снижается и составляет 1/(1 + АВ) часть от коэффициента усиления усилителя без ОС, а входной импеданс повышается в (1 + АВ) раз, если сигнал обратной связи подается последовательно со входным сигналом. Множитель (1+ ВА) присутствует почти во всех уравнениях параметров усилителя с ООС. Дополнительная литература по теме 1. ТЬеобоге Р. Вобаг$, Е1есФгошсз Пеглсез апб С1гсшФз, Бшчегза1 ВооЫ Яса11, Ь?е» Ое1Ь1 1988 (ог181па1 рпЫ1саноп: Ве11 й Ноже11 Сошрапу (1986)]. 2. М.
Н. НавЬЫ, М1сгое1есФгошс С1гсппе: Апа1уз1з апс1 Пев18п, Р%'Я РпЬ11зыпи Сошрапу (1999). Вопросы 7.1. Что такое схема без обратной связи? 7.2. Что такое положительная обратная связь? 7.3. Как влияет положительная ОС на усилитель? 7.4, Что такое отрицательная обратная связь? 7.5. Отрицательная ОС стабилизирует коэффициент усиления усилителя. Что это значит? 7 6.
Назовите виды ООС. 7 7. Какие параметры усилителя меняет ООС? За счет чего? 7.8. Во сколько раз меняются параметры усилителя с отрицательной обратной связью? 79. Какова основная разница цепей обратной связи усилителя на биполярном транзисторе и усилителя на ОУ? ~~( 210 Глава 7. Обратиал связь в усилителлт 7.10. При последовательной ОС по напряжению, входной импеданс вьппе иля ниже, чем у усилителя без ОС? 7.11. При последовательной ОС по напряжению, выходной импеданс выше или ниже, чем у усилителя без ОС? 7.12. ООС расширяет полосу пропускания усилителя. Объясните, почему. Задачи 7.1.
На рис. 7.20 — схема усилителя с последовательной ОС по напряжению Вычислите коэффициенты усиления А и Апн. Если выходной импеданс усилителя без ОС равен 75 Ом, каким он станет после введения ООС? Ответ: А = 5 х 10е, Аев = 100, Я <лв1 = 0,015 Ом. 7.2. Каким должно быть сопротивление резистора Вр, чтобы коэффициент усиления усилителя (рис. 7.21) с ООС был равен 20? Коэффициент усиления усилителя без обратной связи равен 5 х 104. Оеавепи Вг = 190 кОм. 1В Рис.
7.21 Рис. 7.20 7.3. В усилителе с ООС (рис. 7.22) применен ОУ с коэффициентом усиления А = 2 х 104. Если резисторы обратной связи В1 = 1 кОм, Нз = 100 кОм, а Вь = 10 кОм, какое напряжение будет на выходе усилителя ев при входном сигнале п, = 2 мВ? Ответ: в, = 200 мВ. 7 4.
В схеме (рис. 7 22) коэффициент усиления ОУравен 2х10в. Для применения ее в некой установке требуется, чтобы выходное напряжение схемы было 1 В. Какое напряжение при этом требуется подать на вход? Номиналы компонентов схемы: Н1 — — 1 кОм, Нз = 49 кОм, Вь = 10 кОм. Отвеин и, = 20 мВ. 7.5. Усилитель искажает сигнал на 10 %. Требуется уменьшить флуктуации до 0,5 %. Введением ООС. Если желательный результирующий коэффициент усиления — 200, каким должен быть коэффициент усиления усилителя без ООС и каким должен быть коэффициент обратной связи В? Ответ: А = 4000,  — 5 х 10 д д Пд)) 7,8, Коэффициент усиления по напряжению усилителя с ОЭ (рис.
7.23) 300 при д1н = О. Требуется повысить стабильность коэффициента усиления введением обратной связи, приемлемый коэффициент усиления с ОС (Арв) 100. На основе теории ОС вычислить сопротивление Нн. Оадвеадд д1я = 40 Ом. Рв К ее — — ( Рис. 7.23 Рис. 7.22 7.7. Коэффициент усиления ОУ А = 10в, его входной импеданс е; = 120 кОм. а) вычислить входной импеданс усилителя Яе(рв) с последовательной ОС по напряжению (рис. 7.24, а), б) каким будет Яд1рн), если Яд = 1 кОм, д1э = 99 кОм в схеме 7.24, б? Отведад а) Яцрв) = 48 МОм, б) Яцрв) = 120 МОм. 0 кОм а) б) Рис.
7.24. 78. Выходной импеданс операционного усилителя (рис. 7.24) Яв = 1,2 кОм. Каким будет выходной импеданс с последовательной ОС по напряжению: 1) схемы на рис. 7.24, а и 2) схемы на рис. 7.24, 87 Ответа: 1) Я,дрв> = 3 Ом, 2) Я,<рв> = 1,2 Ом. ~~~2~2 Глава 7. Обрасанал связь в усилителла 7.9. Произведение коэффициента усиления без ОС на полосу пропускания в схеме рис, 7 25 равно 1х10в. Вычислить полосу пропускания усилителя с ООС, Отвеса: ВИ'~кщ = 50 кря.
38 кОм Рнс. 7.25. ГЛАВА 8 ПРОИЗВОДСТВО ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ Идеи Джека Килби (,1аск К11Ъу в 2000 году был удостоен Нобелевской премии по физике) в начале 1960-х годов привели к разработке прототипа интегральной схемы. Первая интегральная схема в полном смысле этого слова — биполярный вентиль ИЛИ вЂ” был изготовлен в 1961 году Робертом Нойсом (В.оЬег1 Ь1оусе) и его коллегами во время их работы в фирме Ра1гсЬ116 Яеш1сош1ис~огз, США.
Технология изготовления ИС с тех пор прошла долгий путь и ныне превзошла все ожидания. Сегодня миллионы элементов на кристалле кремния создаются в плановом порядке. Беспрецедентный подъем электронной промышленности в немалой степени обязан достижениям технологии производства ИС. Темы, рассмотренные в этой главе: — полупроводниковые материалы, обработка материалов, очистка, выращивание кристаллов; — технологические процессы диффузии и окисления; — основные этапы производства (маскирование, фотолитография, травление) . 8.!. Введение Существует два типа электронных схем — схемы на дискретных элементах и интегральные схемы (ИС). Схемы на дискретных элементах собираются из отдельных элементов — транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
