Экзаменационный билет № 27
МОП-ключ с активной нагрузкой.
В схеме ключа используется МОП-транзистор с индуцированным n-каналом, рабочим режимом которого является режим обогащения. В отличие от ключа на биполярном транзисторе входная цепь МОП-транзистора не нуждается в ограничении входного тока, так как имеет большое сопротивление.
Напряжение отпирания транзистора
должно быть заметно больше порогового,
и должно соответствовать, по возможности,
меньшему остаточному напряжению.
При малом остаточном напряжении ток стока насыщения определяется в основном сопротивлением резистора Rс.
Рабочая точка ключа лежит на квазилинейном участке ВАХ, поэтому остаточное напряжение
При «цепочечной» логике отпирающий
сигнал
поступает
от предыдущего ключа и, если он заперт,
то
Недостатком схемы ключа с активной нагрузкой является, то, что активный элемент занимает много места на кристалле, кроме того, на нём рассеивается большая мощность.
Определение для ООС
Обратной связью называется такая электрическая связь между выходом и входом усилителя, при которой часть энергии усиленного сигнала с выхода усилителя подается обратно на его вход, усиливая или подавляя входной сигнал.
Если напряжение обратной связи окажется в противофазе с входным сигналом, то такую обратную связь принято называть отрицательной ООС (усилители, операционные усилители и пр.).
Назовем коэффициент усиления напряжения усилителя без обратной связи коэффициентом прямой передачи и обозначим его через «К», а коэффициент усиления напряжения в усилителе с обратной связью обозначим через «Кос», который в общем случае имеет комплексный характер
–
коэффициент прямой передачи сигнала с
выхода на вход
Чтобы оценить, какая часть напряжения с выхода через цепь обратной связи попадает на вход усилителя, введём понятие коэффициента передачи цепи обратной связи :
Пределы изменения от 0 до 1 при отрицательной обратной связи.
Чем больше , тем глубже обратная связь. Напряжение обратной связи (Uос) в общем случае
При наличии обратной связи в усилителе на его вход поступает сумма двух напряжений: напряжение обратной связи и напряжение от источника сигнала:
;
;
Произведение « К» называется фактором обратной связи, его знак совпадает со знаком обратной связи, при отрицательной обратной связи знаменатель дроби увеличивается, а коэффициент усиления уменьшается.
Если фазовый сдвиг между напряжениями Uс и Uос будет равен «», то в этом случае
.
И, следовательно, коэффициент усиления
усилителя, охваченного отрицательной
обратной связью, уменьшается в
раз
по сравнению с коэффициентом усиления
без ОС.
В тех схемах, где используется глубокая ООС коэффициент усиления усилителя практически не зависит от параметров усилительного тракта, так как произведение «К» в этом случае значительно больше единицы, поэтому
Примером 100% ООС являются эмиттерный и истоковый повторители.
Таким образом, коэффициент усиления усилителя определяется только параметрами цепи ОС, что и определяет высокую стабильность коэффициента усиления: цепь обратной связи выполняется на пассивных элементах, электрические параметры которых более постоянны, нежели параметры транзистора, поэтому величину «» будем считать величиной постоянной.
Положительные результаты действия ООС по переменной составляющей сигнала
ООС уменьшает искажения и помехи, вносимые усилительным каскадом в (1+βК) раз, где «К» ─ коэффициент прямой передачи (коэффициент усиления по напряжению без ООС);
ООС позволяет получить более равномерную амплитудно-частотную характеристику;
ООС делает работу усилителя более устойчивой.
Отрицательные результаты действия ООС в усилителях по переменной составляющей сигнала
ООС сильно уменьшает коэффициент усиления по напряжению;
ООС вынуждает увеличивать число усилительных каскадов для получения нужного коэффициента усиления.