Laboratorium Elektroniki cz I 2

200

Przy optymalnym, ze względu na zniekształcenia, doborze punktu pracy tranzystora tzn. IcRc = ^ Ucc i dla R₀ = <*> otrzymamy:

(11.6)

K_U=--^ = 18U_CC

2 <p_T

Powyższe wzory są podstawą do wyciągnięcia następujących wniosków:

- Wzmocnienie napięciowe wzmacniacza rezystancyjnego nie zależy od współ-czynnika wzmocnienia prądowego tranzystora (J, a jedynie od stałego prądu kolektora l_c(P). wartości rezystora kolektorowego Rc i wartości rezystora obciążenia

R₀.

-    Przy optymalnym ze względu na zniekształcenia doborze stałego napięcia kolektora Uce(P) wzmocnienie nieobciąźonego wzmacniacza zależy wyłącznie od napięcia zasilającego Ucc.

-    Wzmocnienie prądowe zależy przede wszystkim od współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystora (5 oraz od wartości rezystorów kolektorowego Rc i obciążenia R₀. W przypadku wzmacniacza nie obciążonego wzmocnienia prądowe tranzystora i wzmacniacza są sobie równe.

-    Rezystancja wejściowa wzmacniacza zależy przede wszystkim od prądu kolektora l_c(P) i współczynnika wzmocnienia prądowego p. Rezystancja wejściowa wzmacniacza waha się w bardzo szerokich granicach, przykładowo:

a)    tranzystor dużej mocy: p = 30, lc(P) = 1 A, hn_e = 0,8

b)    tranzystor małej mocy: p = 500, lc(P) = 50 pA, hn_e = 260 kI2.

Przedstawiony na rys. 11.3a układ zasilania stałym prądem bazy jest stosowany

w praktyce bardzo rzadko ze względu na dużą niestabilność położenia punktu pracy P wywołaną następującymi czynnikami:

-    silną temperaturą zależnością podstawowych parametrów tranzystora, takich ja^K

P, Icbo i Ube;

-    rozrzutem produkcyjnym parametrów poszczególnych egzemplarzy tranzystorów;

-    zmianami parametrów wywołanymi procesami starzeniowymi;

-    niestałością napięć zasilających.

Najlepszym sposobem uzyskania stabilnego punktu pracy jest objęcie układu wzmacniacza oporowego pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego dla prądu stałego.

. Misiol

11.2.3. Ujemne sprzężenie zwrotne    —

Wprowadzenie ujemnego sprzężenia zwrotnego zmienia właściwości układu. Operacja ta obarczona jest zarówno zaletami, jak i wadami. Do zalet należy zaliczyć:

_ zmniejszenie wrażliwości wzmacniacza na zmiany parametrów tranzystora w tym samym stosunku co wzmocnienie:

gdzie: S - wrażliwość wzmacniacza na zmianę danego parametru,

Si - wrażliwość wzmacniacza z pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego na zmianę tego samego parametru, k - wzmocnienie wzmacniacza bez sprzężenia zwrotnego,

(3 - transmitancja obwodu sprzężenia zwrotnego;

-    zmniejszenie zniekształceń nieliniowych, zakłóceń i szumów powstałych wewnątrz pętli sprzężenia zwrotnego;

-    możliwość kontrolowanej zmiany impedancji wejściowej i wyjściowej;

-    możliwość kształtowania i poprawy charakterystyki częstotliwościowej.

Zalety te okupione są następującymi wadami:

-    zmniejszeniem wzmocnienia układu

k

K

1 + pk

(11.8)

- możliwością niestabilności układu.

W jednostopniowym wzmacniaczu rezystancyjnym można wprowadzić ujemne sprzężenie zwrotne na dwa sposoby, a mianowicie:

a)    prądowe sprzężenie szeregowe zwane sprzężeniem emiterowym (rys. 11.5),

b)    napięciowe sprzężenie równoległe zwane sprzężeniem kolektorowym (rys.11.7). Można też połączyć obydwa sposoby, wyposażając układ wzmacniacza w podwójną pętlę sprzężenia zwrotnego (rys. 11.9). Układ taki nosi nazwę wzmacniacza ze sprzężeniem mieszanym.

W układzie przedstawionym na rys. 11.5 ujemne sprzężenie zwrotne jest zrealizowane za pomocą rezystancji R_E włączonej w obwód emitera.