Обратные связи. Типовой транзисторный каскад с общим эмиттером изображен на рисунке 1.64

Типовой транзисторный каскад с общим эмиттером изображен на рисунке 1.64.

б)

а)

Рисунок 1.64 – Типовой транзисторный каскад с общим эмиттером а); режим ожидания б)

В этой схеме R_б1 и R_б2 – делитель, одно из назначений которого обеспечить ток смещения, то есть установку режима ожидания, например, режима А. Из графика рисунка 1.64,б) следует, что для установки режима ожидания необходимо обеспечить базовый ток I_{б ожидания}, цифровое значение которого определяется штриховой базовой характеристикой. После определения цифры I_{б ожидания} (а также R_k ≈E₀ : I_k - отношение цифровых значений отрезков, обозначенных фигурными скобками) устанавливаются резисторы R_б1 и R_б2 такой величины, чтобы ток базы был равен I_{б ожидания}, напряжение на выходе U_{k ожидания}, ток I_{k ожидания}, как показано на рисунке 1.64, а) дополнительными графиками в базовой, коллекторной и эмиттерной цепях. Причем, в базовой цепи ток, так как транзистор управляется током, а в выходных цепях – напряжения, употребляющиеся при анализе более часто, чем токи. На рисунке 1.64, а) обозначены штриховыми линиями.

Теперь наложим в базовой цепи усиливаемую переменную составляющую, обозначенную двумя полупериодами синусоиды. Первый полупериод синусоиды вверх – положительный полупериод базового тока призакрывает транзистор, следовательно, на коллекторном электроде первый полупериод отрицательный, то есть напряжение стремится в пределе к –E₀, на эмиттерном электроде первый полупериод стремится к нулю, то есть расположен в положительной области и т.д. Если бы каким-то образом образовать цепь передачи сигнала из коллекторной цепи в базовую (например, через резистор), то полупериоды были бы противонаправлены, вычитались друг из друга, что называется отрицательной обратной связью, которая, как известно, всё улучшает (стабильность, уменьшает искажения, расширяет полосу пропускания), кроме коэффициента усиления, который соответственно, уменьшается.

В эмиттерной цепи первый полупериод напряжения совпадает по фазе с первым полупериодом тока в базовой цепи (и напряжениям, так как ток базы образуется в конечном счете напряжением), поэтому, казалось бы, что здесь положительная обратная связь, но ведь транзистором управляет ток базы, а значит напряжение перехода эмиттер-база, но оно определяется разностью между напряжением базового и эмиттерного электродов, следовательно, здесь тоже отрицательная обратная связь, всё улучшающая, кроме коэффициента усиления. Говорят, что на эмиттерном резисторе имеет место отрицательная обратная связь как по постоянной составляющей, так и по переменной составляющей одновременно. Но если параллельно R_э установить конденсатор, то отрицательная обратная связь по переменной составляющей в значительной степени компенсируется, остается только отрицательная обратная связь по постоянной составляющей, стабилизирующая каскад. В итоге, второе назначение делителя и эмиттерного резистора – стабилизировать каскад по режиму ожидания постоянной составляющей.

Каскады могут быть соединены друг с другом непосредственно (гальваническая связь), в этом случае одновременно усиливаются как постоянные, так и переменные составляющие; через конденсаторы или трансформаторы (усиливаются только переменные составляющие).

На рисунке 1.65 изображена одна из схем с конденсаторами в цепях связи для иллюстрации обратных связей.

Рисунок 1.65 – Схема для иллюстрации обратных связей

Из схемы следует, что I и III обратные связи положительные, II – отрицательная, в IV и V обратных связях происходит вычитание сигналов (они противофазны), но так как конечный эффект рассматривается относительно базовых электродов, то это в целом положительные обратные связи; VI обратная связь складывает положительные полупериоды первого и третьего каскадов, общая амплитуда первого полупериода на эмиттерном электроде первого транзистора возрастает, поэтому больше эффект вычитания из базового сигнала первого транзистора, в целом это отрицательная обратная связь.