8. Усилитель с коллекторной обратной связью.

По определению, ОС называют отрицательной, если ее сигнал вычитается из входного сигнала и положительной, если сигнал ОС суммируется с входным. Соответственно, при отрицательной ОС коэффициент усиления уменьшается, а при положительной увеличивается. В этой схеме выходное напряжение и_кэ2 через сопротивление обратной связи R_ос возвращается на базу параллельно входному сигналу е_у>0. Поэтому такую связь называют также параллельной. Подобная связь положительная. Это значит, что небольшое приращение входного сигнала е_у > 0 несколько закрывает T1, и приоткрывает Т₂ . Напряжение |и_кэ2| уменьшается, т.е uкэ2 > 0- При е_у <0 T1 приоткрывается, а Т₂ несколько закрывается и |и_кэ2| возрастает, т.е. и_кэ2 < 0. Приращению входного напряжения одного знака соответствует приращение выходного напряжения того же знака. Это приращение, возвращаясь по положительной коллекторной связи на вход, усиливает влияние входного напряжения. ОС изменяет характеристики усилителя.

Ток базы Г, складывается из 2-х составляющих i₆ = i_y + i_ос. Отсюда с введением обратной связи те же значения iб и те же входные параметры каждого из каскадов соответствуют значениям i_y, меньшим на величину тока. Или сигналу е_у меньшим на величину |i_осR_у|. Это означает, что каждая точка характеристик усилителя без ОС с ее введением сместится параллельно оси абсцисс на отрезок, равный |i_ocRy|- Отметим следующие особенности схемы. В режиме отсечки Т₂ напряжения , ток в цепи мало меняется с изменением e_v, и характеристики на участке, соответствующем режиму отсечки Т₂, смещаются на величину iосRу. Выход T2 из отсечки сопровождается по мере его открытия уменьшением |и_кэ2| и соответствующим уменьшением i_y. Характеристики усилителя с ОС при этом сближаются с характеристиками без ОС (рис.4.4, а участок 0₂ - Н₂).

При насыщении Т₂ потенциалы точек Б1 и К2 (рис.4.3) мало отличаются друг от друга, поскольку , и ток ОС весьма мал. Поэтому, характеристики на участках, соответствующих насыщению Т₂, практически не изменяют своего положения с введением ОС. Сама ОС увеличивает крутизну характеристик только на участке 0₂ - Н₂.

Чем меньше сопротивление обратной связи Rос, тем сильнее действует ОС, т.е. больше ток i_oc ≈ Е_к/ R_oc, а значит и больше сдвиг характеристик на участке до насыщения Т₂ и круче характеристики. Имеется некоторое критическое значение: дифференциальное сопротивление перехода «б-э» T1. При значении Roc _кр крутизна характеристики de_y / di_K2 меняет знак, характеристика становится S -образной (рис.4.4,б), т.е. наступает релейный режим. Значения входного сигнала е_уср и е_{у в}, при которых выходной ток скачкообразно изменяется, называются соответственно напряжениями срабатывания и возврата. Разность этих напряжений называется напряжением переключения е_у._ср-е_ув=е_{у пер}. Отношение е_{у в}/е_{у ср}=к_в назьтается коэффициентом возврата релейного усилителя. С уменьшением сдвиг характеристик в зоне до насыщения Т₂ увеличивается; релейная характеристика становится шире; напряжения е_{у ср} и e_{у пер} возрастают, а е_{у в} остается практически неизменным. Это объясняется тем, что возврат происходит в момент выхода Т₂ на границу насыщения (точка Н₂), где ток ОС близок нулю.

Дополнительным критерием релейного режима усилителя является следующее условие: R_{oc кр} » R_H. При этом получаем, что R_y » г_6э1, т.е. управление осуществляется от источника тока i_у. Если же R_y —> 0, то управление осуществляется от источника напряжения и осуществить релейный режим нельзя, т.к. для сохранения этого режима необходимо чтобы

Из последнего неравенства следует, что усилитель с коллекторной ОС хорошо согласуется с управляющим сигналом, который больше похож на источник тока. С учетом правильного выбора значений R_y »г_бэ) и R_ос можем определить ток в нагрузке во включенном и выключенном состояниях: