4 Зависимость коэффициента усиления оу и фазового смещения от частоты

В операционном усилителе, как и в другой многокаскадной схеме начиная с какой-то частоты, наблюдается уменьшение коэффициента усиления, связанное с том, что каскад усиления для сигналов от источника, которой имеет конечный импеданс, является емкостной нагрузкой. Большой входной импеданс входного каскада, емкость перехода транзисторов, а также емкость обратной связи следующего каскада, образуют RC-фильтр низких частот. Спад коэффициента усиления на -3 дБ для такого фильтра лежит в диапазоне 10…10000 Гц, в зависимости от типа ОП. Уменьшение реактивного сопротивления емкости при увеличении частоты вызывает появление спада характеристики с наклоном 6 дБ/декаду. На достаточно высоких частотах (которые могут не превышать 1 кГц) импеданс коллекторной нагрузки имеет емкостный характер, то есть спад обратно пропорционален частоте. Кроме того, выходной сигнал смещается по фазе на 90⁰ относительно входного. Следующий каскад усиления может привести к возникновению следующих точек пересечения характеристики, тогда наклон ее равняется уже 12 дБ/декаду и т.д. (рис.6.4). А угол смещения фаз достигает уже 180⁰ (рис.6.4).

В таком случае возникает проблема стабильности усилителя, поскольку, если его включить, как повторитель с коэффициентом усиления 1, то при некоторой частоте фазовое смещение достигнет 180⁰, тогда как коэффициент усиления может быть несколько более 1, то есть возникнет вместо отрицательной обратной связи, положительная обратная связь и в усилителе возникнут автоколебания (самовозбуждение). Вот почему современные ОУ имеют внутренние цепи коррекции.

Увеличение степени отрицательной обратной связи уменьшает коэффициент усиления, но повышает частотную полосу усилителя (см. рис.6.3).