1.3.2 Каскад с параллельной оос по напряжению

Основной вариант схемы с параллельной ООС по напряжению приведен на рис. 1.15.

Рис. 1.15. Каскад с параллельной ООС по напряжению

Уравнение нагрузочной прямой для этой схемы имеет вид:

. (1.49)

Так как для современных транзисторов  << 1, то (1.49) можно записать:

. (1.50)

В отличие от схем на рис. 1.5 и рис. 1.9, в которых цепь базы питается от источника Е_п = const или Е_б ≈ const, в данной схеме источник имеет напряжение, зависящее от тока коллектора. Если ток I_к увеличивается, уменьшается, что вызывает уменьшение I_б, а это заставляет ток коллектора вернуться к начальному значению. Так как ток базы не имеет фиксированного значения, уравнение (1.50) необходимо дополнить вторым уравнением, связывающим U_к-э и I_б:

. (1.51)

Третье уравнение должно иметь вид:

, (1.52)

но так как влияние U_к-э на I_б (модуляция ширины базы) проявляется очень слабо и полностью перекрывается температурным сдвигом , (1.52) без потери точности можно заменить на уравнение входной статической ВАХ, определенное при любом U_к-э, отличном от нуля:

. (1.53)

Четвертое уравнение связывает I_к, I_б, U_к-э:

,

и обычно используется в виде:

. (1.54)

При графическом представлении – это семейство выходных статических ВАХ.

Совместное решение уравнений (1.50), (1.51), (1.53) и (1.54) позволяет определить все координаты РТ. Однако это решение нельзя получить в аналитическом виде, так как уравнения статических ВАХ основаны на экспоненциальных функциях, являющихся трансцендентными.

Решение уравнений системы значительно упрощается, если априорно принять U_б-э ≈ const. Тогда в системе остаются три уравнения:

. (1.55)

Наиболее наглядно решение отыскивается графическим способом (рис. 1.16).

Рис. 1.16. Решение системы графическим способом

Линия нагрузки (1) (второе уравнение системы (1.55)) строится обычным способом; для построения графиков (2) (третье уравнение) необходимо вычислить значения U_к-э для нескольких точек при различных значениях I_б (см. табл. 1.3).

Таблица 1.3. Зависимость U_к-э от I_б для различных значений R_б

Iб, мкА		0	20	40	60	80	100	120	140	160
Uк-э, В	Rб = 50 кОм	0,6	1,6	2,6	3,6	4,6	5,6	6,6	7,6	8,6
	Rб = 100 кОм	0,6	2,6	4,6	6,6	8,6	10,6	12,6	-	-
	Rб = 150 кОм	0,6	3,6	6,6	9,6	12,6	-	-	-	-

Графики (2) обладают некоторой нелинейностью, причиной которой являются:

• зависимость коэффициента передачи β от тока коллектора;

• с ростом тока I_к увеличивается выходная проводимость h_22Э, в результате чего приращения и при различных U_к-э оказываются неодинаковыми.

Рассмотренный способ графического решения носит чисто иллюстративный характер и мало пригоден для практического применения по следующим причинам:

• графическое решение имеет невысокую точность;

• для большинства современных транзисторов в справочниках не приводятся статические характеристики.

Коэффициент ослабления сигнала схемы с параллельной ООС по напряжению (рис. 1.15) по сравнению со схемой с последовательной ООС по току (рис. 1.14) значительно больше. Для его снижения применяется схема, приведенная на рис. 1.17.

Рис. 1.17. Каскад с параллельной ООС по напряжению (вариант 2)

Принцип действия схемы основан на том, что резистор R₂ вызывает увеличение тока, текущего через резистор R₁, в результате необходимое положение РТ может быть обеспечено при меньших сопротивлениях R₁.