Коррекция в широкополосных усилителях

 

Следует рассматривать два вида коррекции АЧХ: при помощи индуктивности, и при помощи частотно зависимой ОС.

При индуктивной коррекции в цепь коллектора включается индуктивность, которая в области высоких частот осуществляет компенсацию влияния ёмкости нагрузки в каскаде.

 

Рис. 4

 

При помощи частотно-зависимой ООС организуется коррекция АЧХ усилителя (элементы коррекции – Rос, Cос), в данном случае использована высокочастотная эмиттерная коррекция.

Рис. 5

 

Ее достоинства – простота, малогабаритность, эффективная коррекция как собственной инерционности транзистора, так и инерционности нагрузки, стабилизация режима и параметров каскада, увеличение входного сопротивления, возможность увеличить площадь усиления каскада. Недостаток – уменьшение коэффициента усиления в области средних частот.

Элементы коррекции Rос, Cос создают в каскаде частотно-зависимую отрицательную обратную связь, глубина которой уменьшается с ростом частоты, что ведет к относительному возрастанию коэффициента усиления, росту верхней граничной частоты и появлению подъема в частотной характеристике в области высоких частот, уменьшению времени установления и появлению выброса в переходной характеристике.

Рис. 6

 

Типовые величины: R_ос – десятки Ом, C_ос – десятки пФ – десятки нФ, в зависимости от диапазона частот и остальных элементов схемы каскада. Но всегда _Сос на несколько порядков меньше блокировочной емкости схемы с эмиттерной стабилизацией.

Физическая эквивалентная схема каскада показывает, что с ростом частоты за счет уменьшения сопротивления возрастает доля входного напряжения, выделяющаяся на эмиттерном переходе (U_П) и соответственно растет ток в выходной цепи I_К = S_П U_П, где S_П – внутренняя крутизна транзистора

 

.

 

Соответственно возрастает и коэффициент усиления. Точный расчет характеристик усложнен необходимостью учитывать вклад нескольких компонент (емкости нагрузки, выходной емкости транзистора, входной проводимости, крутизны), которые имеют различный характер зависимости от частоты и неодинаковую относительную величину в разных каскадах.

При использовании высокочастотного транзистора, когда CоRо>>t, где t – собственная постоянная времени транзистора; Rо = Rк||Rн||Ri – эквивалентная постоянная времени транзистора; Со = Сн + С вых + См – эквивалентная емкость нагрузки

 

,

 

можно приближенно считать, что оптимальная частотная характеристика будет получена при . (Сос – «оптимальная» емкость высокочастотной коррекции, Со = Сн + Свых + См).