Обратные связи. Стабилизация режима покоя

Для стабилизации режима покоя в усилителях вводится обратная связь. Обратной связью называется передача части энергии или информации с выхода устройства или системы на его вход. Сигнал обратной связи зависит от одного из выходных параметров (ток, напряжение, момент и т.д.). По этим понятиям и различаются обратные связи. При наличии обратной связи на входе усилителя происходит сложение сигнала входного и сигнала обратной связи. При алгебраическом сложении напряжений обратная связь называется последовательной. При алгебраическом сложении токов – это параллельная. Если на входе происходит сложение сигналов разных знаков, то обратная связь называется отрицательной. Выходной сигнал при этом уменьшается, однако это приводит к стабилизации выходного сигнала. При положительной обратной связи, т.е. при сложении на входе сигналов одинакового знака происходит увеличение выходного сигнала, но стабилизация падает.

В общем случае схема усилителя с обратными связями будет иметь вид

Рис..2.9. Схема усилителя с обратной связью.

При отсутствии обратной связи К_u=U_вых/U_вх,

при наличии обратной связи U_вых = К(U_вх -U_ос) = К(U_вх - βU_вых),

Коэффициент усиления принимает вид

Нашей задачей является стабилизация точки покоя. Для этого вводим в каскад резистор R_э, падение на котором: U_э = I_эR_э = I_кR_э, прикладывается ко входу транзистора U_бэ = U_вх + U_см - U_э

U_э - является сигналом обратной связи, он пропорционален входному току транзистора, то есть речь идет об ОС по току. На входе происходит вычитание напряжения ОС, т.е. связь будет последовательной и отрицательной. Таким образом, напряжение «база-эмиттер» уменьшается, а значит, уменьшаются токи покоя базы и коллектора. Это приведет к стабилизации режима покоя транзистора, и не так сильно будет сказываться изменение температуры. Однако это достигается достаточно дорогой ценой, т.к. снижается значение напряжения «база-эмиттер», что приводит к уменьшению выходного сигнала и коэффициента усиления. Для уменьшения вредного влияния ОС ограничивают в пределах (0,1Е_к).