Помимо рассмотренной добротности по напряжению можно использовать добротность по току, а в общем случае добротность по мощности [П6].

Коррекция фронта. Из теории усилителей известно, что при соединении каскадов усиление растет быстрее, чем время нарастания, и добротность повьш1ается. Поэтому с точки зрения переходных и частотных свойств выгоднее использовать два каскада вместо одного при том же коэффициенте усиления. Естественно что при этом каждый из каскадов двухкаскадного усилителя имеет меньшее усиление, чем однокаскадный усилитель. Усиление каскада выгодно уменьшать не путем уменьшения сопротивлений в коллекторной

-о-с

Рис. 7-16. Принципиальная (а) и эквивалентная (б) схемы каскада с обратной связью и коррекцией фронта.

цепи, а с помощью отрицательной обратной связи, вводя последовательное сопротивление в цепь эмиттера (рис. 7-16, а). Такая обратная связь повышает стабильрюсть, линейность и входное сопротивление каскада. Однако одновременно снижается его доброт-рюсть, так как к сопротивлению в выражении (7-47) добавляется сопротивление R имеющее обычно гораздо большую величину. Снижение добротности каскада означает, что выигрыш от использования двух каскадов вместо одного уменьшается. Для восстановления добротности каскада сопротивление R шунтируют небольшой емкостью Со, которую называют корректирующей. Идея такой коррекции заключается в том, чтобы закоротить R, на первом этапе переходного процесса. В результате будут сильно увеличены начальный ток базы и начальная скорость нарастания тока эквивалентного генератора p/g. Соответственно сократится время нарастания фронта.

Поскольку ВВОДИТСЯ специально для создания отрицательной обратной связи, естественно считать > г. Для упрощения анализа положим = 0. Тогда эквивалентная схема каскада будет такой, как показано на рис. 7-16, б. В области средних частот, когда емкостью Со можно пренебречь, коэффициент усиления будет

выражаться формулой (7-16), в которой следует заменить сопротивлением Ro-

1 Рое (к II н) П-1\

(1 + РоеТб) (R. + +i?o)

Та-

Чтобы найти время нарастания, нужно сначала записать изображение К (s). Воспользуемся выражением (7-4а), заменив в выражении для /?вх величину операторной величиной

где То = Coi?o- Тогда после некоторых преобразований можно привести изображение Ки (s) к виду

Анализируя оригинал этого изображения с точки зрения отсутствия выбросов 1т. е. полагая ku (О = О при =00], можно показать, что такой критический режим соответствует условию

XoCoRoY (7-54)

и что время нарастания при этом выражается формулой

ТШ (7-55)

а добротность - формулами (7-47)-(7-48), если положить в них

Аа = 0.

Однако нужно иметь в виду, что формулы (7-54) и (7-55), основанные на выражении (4-80а), делаются неточными при < 2,2т в связи с неточностью исходного выражения (4-43) в области t < т . Поэтому положим ta - 2,2т и определим из (7-55) максимально допустимое значение Уб- Оно оказывается близким к /g. Значит выражение (7-55) действительно при условии

RR, + r6. (7-56)

Если выбрать Со больше, чем следует из (7-54), то на переходной характеристике появляются выбросы, допустимая величина которых диктуется конкретными требованиями к схеме.

В случае промежуточного каскада заменяется на R, в частности на Нк.ош 1см. (7-51), где следует положить равным нулю].

в обычных каскадах (без обратной связи) иногда используется индуктивная коррекция фронта, при которой катушка включается либо в коллекторную цепь последовательно с (рис. 7-17, а), либо в базовую цепь параллельно входу каскада (рис. 7-17, б). Во втором варианте используется не чистая индуктивность, а цепочка RL. Коллекторная коррекция преследует цель задержать изменение тока через R и тем самым форсировать нарастание тока через сопротивление нагрузки Анализ показывает [117], что таким путем удается улучшить фронт и добротность на десятки процентов, особенно у бездрейфоБых транзисторов. Базовая коррекция обеспечивает такие же начальные условия, как и без нее (поскольку Б первый момент ток через катушку не идет); зато в дальнейшем корректирующая цепочка отсасывает часть входного тока и снижает установившееся значение выходных величии. Нетрудно заметить, что это аналогично действию емкостной коррекции (см. рис. 7-16). Однако наличие катушки относится к существенным недостаткам такого решения, поэтому индуктивная коррекция даже в дискретных схемах используется редко; Б интегральных полупроводниковых микросхемах использование индуктивности полностью исключается.

Рис. 7-17. Каскады с коллекторной (а) и базовой (б) индуктивной коррекцией.

7-5. МНОГОКАСКАДНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

При последовательном соединении нескольких каскадов главной задачей анализа является установление связи между параметрами всего усилителя и параметрами каждого из каскадов. Относительно структуры усилителей можно заметить следующее.

Иногда при построении многокаскадных усилителей разделяют два каскада ОЭ каскадом ОК, для которого, как показано в гл. 9, характерны повышенное входное и пониженное выходное сопротивления, а усиление по напряжению отсутствует. Тем самым использование буферного каскада ОК дает возможность искусственно увеличить сопротивление R для 1-го каскада ОЭ и искусственно уменьшить сопротивление R для 2-го каскада ОЭ. При этом коэффициент усиления такой комбинации оказывается Bbmje, чем при непосредственном соединении двух каскадов ОЭ. Однако анализ показывает, что использование трех каскадов ОЭ (т. е. того же числа транзисторов) приводит к большему усилению, чем в случае комбинации 0Э--ОК-ОЭ. Поэтому в дальнейшем мы анализируем только соединение однотипных каскадов.

Область средних частот. Пусть имеется iV-каскадный усилитель, нагруженный на сопротивление R и работающий от источника сигнала с сопротивлением R. (рис. 7-18). Коэффициент усиления такого усилителя можно записать в следующем виде:

KiKz---Kn-iKn-

(7-57)

где /Ci, ai . - коэффициенты усиления отдельных каскадов при холостом ходе {Ki == EJE; Кг = £2/1; Км EnIEn--Полагая выходные сопротивления каскадов равными Re.m 1см. (7-3)1,