Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [ 121 ] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

Так как

А/з = А/к + А/б, (8.29)

то с учетом ф-л (8.27), (8.28), (8.29) получаем

Мб = - MkRKR + i?ex э). (8.30)

Подставляя значение At6 из ф-лы (8.30) в (8.26) и учитывая, что [АЫкэ! » Um, получаем

A-K--/ fy +-/-- (8-31)

к -г лвхэ Квых э

На основании этого соотношения, учитывая (8.25), получаем выражение для коэффициента нелинейности (при р ! 1)

UmR 1+Rbkb/R

(8.32)

ERsuys + Rbxb/R+1

Оценим отношение Rbxs/R, входяшее в ф-лу (8.32), для чего представим его в виде

Rbx3 RbxbE/R Rsxaa лач /о оо\

-R--Ё- =-Ё- = -

Как известно из теории транзисторов, входное дифференциальное сопротивление Rbks в первом приближении обратно пропорционально эмиттерному току транзистора. Поэтому их произведение m = /?Bx3«9Ha4 остается практически постоянным при изменении тока /энач, Т. е. может рассматриваться как некоторая константа для данного типа транзистора. Для различных типов транзисторов величина т колеблется в пределах от Десятых долей вольта до 1 -Ь 2 В. Более точный анализ показывает, что с ростом тока ia величина т, оставаясь почти постоянной при малых значениях ia, начинает заметно расти при больших значениях тока ig.

Если напряжение £ -порядка 5-ь10В, то величиной Rbkb/R можно пренебречь в числителе и тем более в знаменателе ф-л (8.31) и (8.32). При этом изменение тока стабилизатора Ai за время рабочего хода, как это следует из ф-лы (8.31), принимает наименьшее значение:

Aiuuu = f/m/P/?ob,x 3 = f/m ?ob.x б- (8.34)

В ф-ле (8.34) учтено известное соотношение (см. параграф 2.3.4), связываюшее дифференциальные выходные сопротивления транзисторов в схемах с обшим эмиттером {Rbuxs) и общей базой (Рвыхб):

/?оыхб«Р/?оь,хэ. (8.35)

Значение коэффициента нелинейности при выполнении указанного выше условия £ > m или < l) также становится наименьшим, как это следует из (8.32), и выражается следующей формулой:

UmR UmR -ф-. (8.36)



Сравнение ф-л (8.24) и (8.36) показывает, что выигрыш в величине коэффициента нелинейности при введении отрицательной, обратной связи определяется величиной коэффициента усиления Р по току транзистора в схеме с ОЭ.

Остановимся на физической трактовке полученных результатов. Сначала отметим влияние величины напряжения Е на отношение RbxJR- Для этого предположим, что Е увеличивается. Тогда для сохранения неизменным тока гнач необходимо увеличивать В то же время при большем 1"„ач больше эмиттерный ток транзистора и рабочая точка оказывается в области с большей крутизной входной характеристики iQ = f{uQ3). Сопротивление Ята при этом падает. Оба указанных фактора приводят к уменьшению отношения Явхэ/Я-

Далее рассмотрим влг!;пие отношения Явка/Я на коэффициент нелинейности у. Для этого будем уменьшать отношение Яв:к.а/Я, увеличивая Я при неизменном 1нач, т. е. одновременно увеличивать Е. При этом Явхэ остается также неизменным. Наличие глубокой отрицательной свпзи приводит к тому, что вольтамперная характеристика PQ (рис. 8.8) идет почти горизонтально - уменьшение тока коллектора на величину At за счет уменьшения ыкэ почти полностью компенсируется соответствующим увеличением тока коллектора за счет роста тока базы на величину Ate- При достаточно глубокой ООС величина Aie может считаться в первом приближении неизменной при росте Я. Следовательно, остается неизменной и величина Аыбэ, а также равная ей величина Аын. Изменение тока Atg за время рабочего хода при росте Я и постоянном Ur будет меньшим, что приведет к уменьшению суммы I Atg I-f-1 Atg I и, следовательно, к снижению у.

При достаточно большом значении Я изменение тока Aia пренебрежимо мало по сравнению с jAtel и ток эмиттера может считаться постоянным во время рабочего хода; транзистор оказывается как бы включенным по схеме с общей базой при постоянном токе эмиттера, его выходное сопротивление равно Явыхб, а изменение тока стабилизатора выражается очевидным соотношением At = AIk Аи/Явых б = Ит/Явых б-

Эти соображения поясняют физический смысл полученного ранее результата: снижение Ai и, следовательно, у в Р раз за счет введения достаточно глубокой отрицательной обратной связи. При ее отсутствии дифференциальное сопротивление стабилизатора равно Явыхэ, а при наличии - .выхб. в р раз превышающему

Я вых 3-

Таким образом, для максимального уменьшения величины у за счет введения обратной связи величина Е должна быть выбрана достаточно большой. Как указывалось ранее, рост напряжения Е перестает оказывать существенное влияние на коэффициент Y при выполнении условия £ > 5 4- 10 В, так как при этом растет т.



Предельное значение у, которое можно получить в этом случае, можно оценить при помощи ф-лы (8.36), переписанной в виде

э иач-вых б» (8.37)

При этом необходимо учесть, что выходное сопротивление транзистора Явыхб обратно пропорционально коллекторному току транзистора, и поэтому произведение 19нач/?пыхб для данного типа транзистора является величиной практически постоянной. У некоторых транзисторов эта величина особенно велика, например 1000В, что при амплитуде Um= ЮВ дает значение у = 1%.

Реальные значения у оказываются обычно большими благодаря влиянию резисторов г и р (рис. 8.86). Эти резисторы не входят в состав стабилизатора непосредственно, но обеспечивают нормальную работу генераторов пилообразного напряжения. Их назначение в каждой конкретной схеме генератора различно и будет рассмотрено при описании этих схем.

Влияние резистора г можно учесть, если транзистор вместе с этим резистором заменить эквивалентным транзистором (рис. 8.86, пунктир) с параметрами р*, /?вхэ и Rlx э- Измерение р* и Я1хэ производится при постоянном напряжении Ыкэ- Поэтому

Р* = Р; Я1хв = Явхэ. (8.38а)

Rluxa определяется при постоянном токе базы:

7?;ыхэ = /?вь,хэк. (8.386).

При этом влияние сопротивления г на величину у учитывается заменой /?выхэ на Rlbixs в ф-ле (8.36).

Роль резистора р понятна из анализа выражения для суммарного коэффициента нелинейности у:

Подставляя в эту формулу значение А/к/нач из (8.36) и заменяя в ф-ле (8.36) Rbux3 на /?выхэ (для учета влияния г), получаем выражение для коэффициента нелинейности при одновременном влиянии шунтирующих сопротивлений риг

Отсюда следует, что подключение резистора р, шунтирующего стабилизатор, ухудшает линейность в р раз сильнее, чем подключение резистора г параллельно транзистору.

Физический смысл полученного результата становится ясным, если учесть, что изменение тока через резистор р во время рабочего хода непосредственно добавляется к изменению тока стабилизатора. Изменение же тока через резистор г при стабилизированном отрицательной обратной связью токе /д вызывает такое же по величине, но обратное по знаку изменение тока /э



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [ 121 ] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.0019