Транзистор?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Н. — Если верить закону Ома, то R получим, разделив 9 на 0,0002, что даст нам 45 000 Ом, или 45 кОм.

Беседа восьмая

КЛИН КЛИНОМ

В схемах на электронных лампах охотно прибегают к обратной связи с целью уменьшить искажения и ослабить влияние колебаний напряжения питания. В схемах на транзисторах обратная связь может принести такую же пользу, а кроме того, она в известной мере может нейтрализовать воздействие изменений температуры, к которым полупроводниковые приборы, как известно, очень чувствительны.

Рассматривая эти различные применения обратной связи, наши друзья установят, что транзистор по своей природе имеет некоторую внутреннюю обратную связь. Это больше, чем что бы то ни было, доказывает, что у этого полупроводникового прибора все зависит от всего…

Содержание: Преимущества схем с обратной связью. Обратная связь по току и по напряжению. Схемы на лампах и на транзисторах. Влияние обратной связи на входное и выходное сопротивления. Фазовые искажения, вносимые транзисторами. Внутренняя обратная связь. Появление искажений при повышении температуры и их ослабление с помощью обратной связи. Применение терморезисторов.

Любознайкин. — Что я вижу, Незнайкин? Ты сжигаешь целую кучу книг! Что означает это сожжение?

Незнайкин. — Я предаю огню свою библиотеку научно-фантастической литературы. Зачем хранить эти фантастические романы о будущем, если действительность далеко превзошла воображение их авторов? И в связи с этим я хотел задать тебе вопрос относительно этих колоссальных шаров-спутников, которые должны на высоте 35 000 км вращаться вокруг Земли, делая один оборот за 24 ч, в результате они всегда будут оставаться над одной и той же точкой земного шара.

Л. — Ты прекрасно знаешь, что они позволяют установить дальнюю связь, так как радиоволны будут отражаться от их металлизированной оболочки. С помощью этих шаров можно осуществлять обмен телевизионными передачами на очень больших расстояниях.

Н. — Это я знал, по в этой истории с искусственными спутниками меня заинтересовало то, что шары надуваются уже после их выхода на орбиту, что, как мне кажется, сильно усложняет дело.

Л. — Что ты, Незнайкин! Разве ты не понимаешь, что шары такого диаметра в надутом состоянии абсолютно не способны пролететь через земную атмосферу со скоростью 8 км/с. Напротив, в пустоте, которая царит на высоте, где они находятся, ничто не препятствует их движению.

Н. — Мне стыдно, что я до этого не додумался. И тем не менее я знаю добрый старый закон Ньютона, гласящий, что каждое действие встречает равное ему противодействие, направленное в противоположную сторону. Очевидно, это то противодействие, которое некогда изучали в радиотехнике под названием обратной связи.

Л. — Не совсем так, мой дорогой друг. Конечно, обратная связь предполагает направленное в обратную сторону действие, которое оказывается противоположным первоначальному действию. Но не следует забывать, что в том виде, как мы ее рассматриваем, она осуществляется путем ввода на вход усилителя части энергии, взятой с его выхода. Следовательно…

Н. — …это своего рода удар в обратную сторону. Нечто похожее происходит со мной, когда я, совершив ошибку, хочу ударить себя ногой по затылку…

Л. — Слово «исправить» в этом случае как нельзя более к месту. Действительно, позволь напомнить тебе, что обратная связь своего рода утешительное средство от всех бед: она уменьшает все искажения — частотные, нелинейные и, наконец, фазовые.

Н. — Да, я вспоминаю. Все, что ты назвал, ослабляется благодаря тому, что напряжение, повторно вводимое на вход, содержит в противофазе все эти искажения. Поступая в обратном направлении, они компенсируют возникающие в самом усилителе искажения.

Л. — Браво, Незнайкин! Ты ничего не забыл. А знаешь ли ты, что, кроме того, обратная связь уменьшает искажения, которые могут возникать из-за колебаний напряжения питания?

Н. — Это очень ценно. Мне следует, пожалуй, прибавить цепи обратной связи ко всем каскадам телевизора, что стоит в нашем загородном домике. Напряжение электросети там очень нестабильно. И изображение весьма любопытно искажается: то оно слишком темное, то слишком яркое. Да и его размеры изменяются, и я нередко вижу, как головы действующих лиц то расширяются, то сжимаются… Это очень забавно.

Л. — Для таких случаев обратная связь хорошее средство, так как все появляющиеся на выходе искажения исправляются путем частичного возвращения на вход искаженного сигнала. Однако в твоем случае целесообразнее поставить между розеткой электросети и телевизором стабилизатор напряжения.

Н. — Почему? Ведь обратная связь имеет только положительные качества?

Л. — Мой друг, ты еще слишком молод и не знаешь, что за все приходится платить: если обратная связь уменьшает искажения, то она также снижает коэффициент усиления усилителя. Вот почему ее применение возможно лишь в том случае, если имеется запас усиления… Если уж мы начали об этом говорить, то не мог бы ты, Незнайкин, начертить основные схемы обратной связи, используемые в усилителях на лампах?

Н. — Обратную связь можно создать, включив между катодом и отрицательным полюсом источника анодного напряжения резистор Ro.c без блокировочного конденсатора (рис. 60, а).

Pиc. 60. Обратная связь в ламповом каскаде.

а — обратная связь по току (обусловлена общим для цепей сетки и анода резистором Rо. с);

За исключением этой детали, схема совпадает с нарисованной мною в прошлый раз схемой сеточного смещения на резисторе в цепи катода (рис. 57). Но эта «небольшая деталь» все изменяет. Теперь, если под действием усиливаемого сигнала сетка становится более положительной, анодный ток возрастает и, проходя через резистор Ro.c, увеличивает на нем падение напряжения, что в свою очередь делает сетку более отрицательной. Таким образом, анодный ток пытается оказать противодействие влиянию первичного сигнала.

Л. — Прекрасно, Незнайкин, ты начинаешь изъясняться так же ясно, как мой дядюшка Радиоль, который некогда вбил мне в голову элементарные принципы радиотехники… Твоя схема создает обратную связь под воздействием анодного тока, и она называется последовательной обратной связью или обратной связью по току.

Н. — Если это так, то параллельную обратную связь или обратную связь по напряжению можно создать при помощи второй моей схемы (рис. 60, б), так как здесь я ввожу на сетку переменное напряжение, создаваемое на выходном резисторе Rа. Я осуществляю это с помощью резистора Roc и, разумеется, отделяю постоянное напряжение конденсатором С2.

Pиc. 60, б — обратная связь по напряжению (достигается подачей на сетку части переменного напряжения с резистора Rа при помощи делителя напряжения Rо. сRс через конденсатор С2).

Л. — Правильно. Подаешь ли ты на сетку все входное напряжение?

Н. — О нет, этого было бы слишком много. Резисторы Roc и Rc образуют делитель напряжения, позволяющий подавать на сетку только остающуюся на резисторе Rc часть выходного напряжения, и так как величина Ro.c подбирается значительно большей, чем величина Rc, сетка получает лишь небольшую часть выходного напряжения.

Л. — Своими блестящими объяснениями ты значительно облегчил мою задачу, потому что я как раз собирался рассказать тебе об обратной связи в транзисторных схемах. Вот относящиеся к транзисторам схемы обратной связи по току и по напряжению (рис. 61). Различают также последовательную и параллельную обратную связь[14].

Н. — Позволь мне разобраться в них самому. На твоей первой схеме (рис. 61, а) резистор Ro.c — общий для цепей базы и коллектора подобно тому, как на моей ламповой схеме (рис. 60, а) тот же резистор — общий для цепей сетки и анода. Следовательно, действия этих резисторов аналогичны. Если ты позволишь, я воспользуюсь нашим испытанным методом полярностей.