Главная  Журналы 

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

Производя деление равенства (5.24) на (5.17),получаем: ос- 1 (5.25)

Сравнивая равенства (5.17) и (5.25), видим, что ООС действительно уменьшает коэффициент гармоник в 1 + -\-уК раз. Однако в процессе анализа влияния ООС на гос не было учтено одно обстоятельство, связанное с тем, что последовательная ООС увеличивает входное сопротивление в 1-\-уК раз, что, естественно, создает неравнозначные условия для выходного напряжения (сопротивление нагрузки изменяется для напряжения ОС). В силу этого нельзя считать правомерным утверждение, что последовательная паразитная ООС будет уменьшать коэффициент гармоник в 1-\-уК раз.

На практике даменение входного сопротивления каскада пытаются ослабить с помощью предусилителя; делать это нужно осторожно, ибо могут возникать дополнительные искажения в самом предусилителе. Из сказанного видно, что далеко не всякая паразитная ООС будет одинаково уменьшать коэффициент гармоник. Поэтому для компенсации нелинейных искажений в усилительных каскадах неслучайно применяют нелинейные ОС, а иногда и следящие ОС. Остановимся «а некоторых схемотехничеоних решениях местной нелинейной ОС, которые могут найти применение в каока-дах интегральных ОУ.

В каскаде с динамической нагрузкой, где усиление напряжения достигает иеокольких тысяч, могут возникать нелинейные искажения из-за большой амплитуды выходного напряжения. Для уменьшения нелинейных искажений в таком каскаде применяют местную нелинейную ООС, реализованную с помощью транзисторов и Га и резистора R (рис. 5.3,а). Как .видно из схемы, коллекторной нагрузкой усилительного транзистора Ti является ИНТ, реализованный, как обычно, на р-п-р транзисторах. Местная активная ООС образуется по цепи: выходной вывод, база - коллектор транзистора Ts, база - эмиттер транзистора и ИНТ. С помощью нелинейной ООС напряжение база - эмиттер транзистора Ts поддерживается неизменным, а следовательно, и напряжение коллектор - эмиттер транзистора Ti будет постоянным [19].

Каскад с нелинейной ООС работает следующим образом. При подаче на вход транзистора Ti на1Пряжения сигнала его коллекторный ток будет изменяться в соответствии с этим напряжением. Ток, протекая в нагрузке (ИНТ), создает падение напряжения, которое является выходным. Вследствие того, что напряжение коллектор - эмиттер транзистора Ti не зависит от выходного напряжения, входная динамическая характеристика транэнстора остается более ли-




в 16

ивь1

10 12 П мв


Рис. 5.3. Местные ОС в каскадах ОУ.

а - местная ООС в каскаде с динамической нагрузкой; б - амплитудные характеристики каскада с динамической нагрузкой; / - без ОС, 2 - с ОС; в - местная ООС в выходном каскаде; г - входные характеристики выходного каскада: / - без ОС, 2 - с ОС; д - график зависимости рассеиваемой мощности в кристалле от выходиого напряжения каскада; е - амплитудная характеристика выходного каскада прн наличии электрической и тепловой ОС: / - электрическая составляющая; 2 - тепловая составляющая; 3 - результирующая.



нейной, а значит нелинейные искажения уменьшаются. Кроме того, местная нелинейная ООС в каскаде с динамической нагрузкой сделала его практически нечувствительным к изменению напряжения питания и весьма устойчивым в широком диапазоне частот.

На рис. 5.3,6 покаваны амплитудные характеристики каскада, изображенного на рис. 5.3,а, с нелинейной ОС (кривая 2) и без ОС (кривая /). Как видно из графиков, нелинейная ООС значительно увеличивает динамический диапазон "каскада, что способствует уменьшению нелинейных искажений. Известны и другие схемы местных нелинейных ООС, которые уменьшают нелинейные искажения и улучшают амплитудные характеристики каскадов. Некоторые из таких схем рассматриваются в гл. 6. Мы же остановимся на другом типе схемы местной нелинейной ОС, которая применяется в выходных каскадах интегральных ОУ.

В современных интегральных ОУ транзисторы двухтактных эмитгерных повторителей работают в режиме класса АВ и являются едва ли не основным источником нелинейных искажений. Это сильно связано с нелинейностью входной характеристики транзистора. Помимо того, при работе ОУ на емкостную нагрузку на входе повторителей имитируется отрицательное активное сопротивление, которое способствует возникновению нелинейных искажений и проявлению самовозбуждения. Для уменьшения нелинейных искажений и расширения динамического диапазона мощных двухтактных эмиттерных повторителей на составных транзисторах разного типа проводимости применена местная нелинейная ООС [ б, 16, 21]. Прин-ципиалвная схема выходного двухтактного эмиттерного повторителя с нелинейной ООС изображена на рис. 5.3,в [19].

Известно, что особенностью эмиттерных повторителей является наличие глубокой последовательной ООС по напряжению, но в рассматриваемом усилителе, помимо общеизвестной ООС, имеется другая цепь нелинейной ООС, которой охватываются выходные транзисторы Ti и Tz по следующей цепи: диоды Д1 и Да и коллектор-но-эмиттерные переходы транзисторов Ts и Т. Двухтактный каскад работает следующим образом. Пусть переменное входное напряжение имеет в данный момент такую полярность, что открывает транзисторы Tt и Гг нижнего плеча двухтактного эмиттерного повторителя. Менсду базой и коллектором транзистора Т будет приложено напряжение, равное разности напряжений коллектор - эмиттер транзистора Tt и диода Д1. Входное напряжение открывает транзистор Г4, и его напряжение коллектор - эмиттер становится меньше напряжения на диоде Ди в результате потещиал базы транзистора Га становится выше потенциала его коллектора, и он входит в режим насыщения, а транзистор Ti в этот момент еще не насыщен, чем и обеспечиваются малые нелинейные искажения и малые потери мощности в насыщенном выходном транзисторе Гг. Аналогично работают транзисторы и и диод Да верхнего плеча каскада.

Таким образом, благодаря нелинейной ООС через диоды Д] и Д2 и транзисторы Ts и Ti легко вводятся в режим насыщения транзисторы Ti я Га, обеспечивая высокий к. п. д. Такой режим транзисторных пар способствует уменьшению потерь мощности в выходных транзисторах Ti и Т и уменьшению нелинейных искажений. Диоды Ml и Д2 совместно с резисторами Ri и i/?2 обеспечивают необходимое напряжение смещения для транзисторов Ts и Ti, чтобы их входная характеристика была близка к линейной, и характерные





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