|
| |
|
Главная Журналы Выход -1-о Вход о- а) С 4-о-Е "Вход Выход о- -о-£  Рис. 5.2. Емкостные паразитные ОС в каскадах. а - параллельная ООС по напряжению через коллекторно-базовую емкость; б -ее эквивалентная схема; s - параллельная ОС по напряжению в ДК; г - мостовая схема нейтрализации паразитной ОС с помощью коллекторно-базо-вых емкостей в ДК. но, частота среза каскада должна увеличиться. Однако увеличение частоты среза каскада возможно только при частотно-независимом коэффициенте передачи цепи ОС (емкостное сопротивление цепи ОС в заданном диапазоне частот должно изменяться незначительно). В каскаде АПИМ, в которых не представляется возможным получить как конденсаторы, так и паразитные емкости значительных номиналов, паразитная ОС, воз-: никающая в результате действия коллекторно-базовой . емкости транзистора, будет всегда частотно-зависимой. При частотно-зависимом коэффициенте .передачи цепи ОС действие ОС будет сказываться в области не только верхних, но и нижних частот, ведь имеет место И» . 163 йепосредственная связь между каскадами и получается низкочастотная коррекция. Как будет показано .в гл. 6, используя частотно-зависимый коэффициент передачи цепи ОС (миллеровскую емкость с малым номиналом), в ОУ успешно осуществляют коррекцию амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) [25, 34, 57, 68, 69, 72-74, 76, 77, 79, 80, 89, 92-96, 99, 100]. Чтобы количественно оценить влияние паразитной ОС за счет коллекторно-базовой емкости транзистора на характеристики каскада и его устойчивость, заменим принципиальную схему каскада (рис. 5.2, а) упрощенной эквивалентной схемой (рис. 5.2, б). Эквивалентная схема каскада с динамической нагрузкой получена с учетом того, что на его вход подается напряжение от ДК с динамической нагрузкой, у которого будет значительное выходное сопротивление, т. е. каскад получает напряжение сигнала практически от источника тока. Далее, с целью упрощения записи индексов входным элементам присвоим индексы (У), а выходным - (2), емкость ОС обозначим без индексов С, а крутизну каскада g. Для эквивалентной схемы (рис. 5.2, б) запишем отношение выходной величины к входной (передаточную функцию): is) sR,R, (c-g/s) /i {s)- sR.R, [C\C, -f С (C, + C,)] + s [R,R,Cq + + Ri {C, + C)+R, {C, + Q] + l (5.П) Если оба полюса (корни знаменателя передаточной функции) достаточно разнесены по частоте, то знаменатель можно записать в виде следующего многочлена второго порядка: Затем, приравнивая коэффициенты при s в выражениях (5.11) и (5.12) и полагая s,<CS2, определяем доминирующий полюс Sb Si = [Ri {C-\-Ci)-\-RAC+C2) +gRiR2C]-\ (5.13) В выражении (5.13) для большинства практических случаев последний член всегда значительно больще йе{)Вого и второго членов, т. е. сравнительно сложное выражение (5.13) можно значительно упростить: sl/RiRzCg. (5.14) Как следует из равенства (5.14), доминирующий полюс определяется произведением миллеровской емкости и выходного сопротивления ДК. Определив доминирующий полюс, мы находим излом амплитудно-частотной характеристики каскада и теперь можем судить о том, как влияет паразитная ОС на его частотную характеристику. Зная доминирующий полюс si, определяем и второй полюс S2: ----- . (5.15) Из равенств (5.14) и (5.15) видно, что С я g неодинаково влияют на значения полюсов -si и Sz, а следовательно, и на частоту излома амплитудно-частотной характеристики каскада, а это оказывается весьма существенно для практики. Так, например, путем параллельного подключения к коллекторно-базовой емкости транзистора конденсатора даже сравнительно небольшой емкости (десятки пикофарад) можно значительно удалить полюсы si и S2 друг от друга и повысить не только устойчивость каскада, но и всего ОУ [25, 36, 59]. Пример 5.1. Определить зеаченияполюсов и частот излома АЧХ интегрального каскада без коррекции и с корректирующим конденсатором емкостью 30 пФ, если его выходное сопротивление и выходная емкость соответственно равны 10 кОм -и 20 пФ, крутизна каскада 10 мА/В и паразитная коллекторно-базовая емкость транзистора Cj(-g=il пФ, а напряжение подается на вход каскада от источника тока с выходным сопротивлением и емкостью 100 кОм и 10 пФ. Определяем значения полюсов с помощью формул (5.13)- (5.15). Полюс каскада без корректирующего конденсатора согласно (5.13) равен s=[,/?,(C4c,)-?2(C-c,)-f ,/?,с]">=[105(1-НО) 10-2-ь + 10(1 -f-.lO)110.10-3.10= • 10• 1 •1{)-»2]-» = 89 всГц, частота излома, равная /=5/2я»14,2 кГц. Доминирующий полюс с корректирующим конденсатором согласно (5.14) равен: 1 1 R,R2gC 10=-10*-10-10--30.10-= --3,3 кГц, а частота излома /i=Si/2n=53G ГЦ. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 |