Нелинейная отрицательная обратная связь (НООС)

Диоды VD₁, VD₂ называются диодами смещения. Их может быть разное количество. VD_ОС ‑ диод обратной связи (ОС). Рассмотрим принцип работы схемы.

Е_С должно быть небольшим либо R_С подключается на землю. Когда

напряжение на входе соответствует НУ, диоды смещения закрыты и транзистор закрыт, на выходе ВУ. Когда напряжение на входе переключается в ВУ, диоды смещения открываются и в базе появляется ток, транзистор начинает отрывается и напряжение на выходе понижается, диод VD_OC закрыт. когда напряжение на выходе достигает определенного уровня (для этой схемы ‑ 1,4В), диод ОС открывается и часть тока I_RБ, а следовательно и I_Б, будет протекать через VD_OC. При этом транзистор будет находится в линейном режиме в окрестностях границы насыщения. Таким образом, когда транзистор достигнет границы насыщения I_Б снизится, что и требуется для организации оптимальной формы тока I_Б, причем время рассасывания при выключении можно считать равным нулю.

Когда напряжение на входе переключается в НУ диоды смещения закрываются, диод эмитера еще открыт и в схеме протекает выключающий ток I_Б2 через цепочку смещения. После запирания диода эмитера выключающий ток снизится до I_КТ.

Определим состояние транзистора когда на выходе ВУ (транзистор открыт и диод ОС открыт). Нарисуем схему замещения со стороны базы.

n=2; U_Б=U_БЭ=0,7 В

U_А=U_Б+n*U_ДС=2,1 В

U_Y=U_А - U_ДОС=1,4 В

Схема обеспечивает максимальное быстродействие инвертора. Недостаток ‑ ухудшение помехоустойчивости. Условием применения НООС является закрытое состояние диода коллектора.

Определим минимальное количество диодов смещения, которое необходимо для нормальной правильной работы
НООС:

U_Б=U_БЭ;

U_К=U_БЭ+n*U_ДС - U_ДОС

Условие закрытого состояния диода коллектора:

U_Б - U_К< 0,3 В

U_ДОС - n * U_ДС < 0,3В

n ³ (U_ДОС - 0,3)/U_ДС=0,4/0,7» 0,57 В

Схема будет работать если n=1.

Если VD германиевый, то диоды можно не ставить, так как падение напряжения на них не более 0,3 В.

В интегральных микросхемах в качестве диода ОС используют диод Шоттке. Диод Шоттке представляет собой контакт полупроводника с металлом у которого малое время восстановления и малое падение напряжения в открытом состоянии (около 0,2В). Транзистор у которого между коллектором и базой включен диод Шоттке называется транзистором Шоттке.