Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 62
Текст из файла (страница 62)
е. ослабляло бы полезное входное напряжение. Большие емкости С„ на каждый каскад нередко занимают заметную часть объема усилителя (электролитические конденсаторы), а в миниатюрном твердом исполнении такие конденсаторы сравнительно дороги. Для транзистора в усилительном каскаде питание также осуществляется от общего источника Е, (примерно 6 — 20 В).
Простейшая схема питания изображена на ~рис. 9.9,а. Здесь резистор Йа — нагрузочное сопротивление цепи коллектора, а Йв и Св — элементы фильтра развязки, необходимые в многокаскадных усилителях. Подача исходного отрицательного (для транзистора р — и — р) наприжения на базу по отношению к эмиттеру осуществляется через резистор Йь включаемый между базой и минусом источника Е,.
Выбрав постоянный ток базы 1к гз (см. рис. 8.41) и определив соответствующее отрицательное смещение на базе относительно эмиттера (1 , найдем сопротивление «гасящего» резистора Й, из соотношения ń— ив Йз —— Б Б так как (1 «Е«. Напряжение коллектор — эмиттер икв„=ń— 1ББ (Й,+ЙЧ). (925) Емкость конденсатора Ср предохраняет источник переменного напряжения сигнала (т. е. выход предыдущего каскада) от воздействия постоянного напряжения.
В транзисторных каскадах на нижних частотах эта емкость должна иметь сопротивление значительно меньшее в сравнении с входным сопротивлением каскада, поэтому емкость конденсатора Ср иногда превышает десяток микрофарад. Простейшая схема питания транзистора не обеспечивает устойчивос т и точки покоя и постоянства параметров прибора при изменениях температуры.
С повышением температуры нарушаются ковалентные связи атомов в кристалле и, следователью, возрастает число свободных носителей зарядов, т. е. увеличиваются токи через р — и переходы. Температурные перемещения характеристик в координатной плоскости — это существенный недо, статок транзисторов вообще, а схем с ОЭ в особенности. Поэтому схема нв , рис. 9.9,а может быть принята только (для приборов, работающих в условиях а1 4 д) Рис. 9.9.
Схемы пнтания транзисторных усилительных каскадов: а — без температурной стабилизации; б — с коллекторной стабилизацией; в— с эмиттерной стабилизацией и делителем напряжения 198 9.3. УСИЛИТЕЛИ МАЛЫХ СИГНАЛОВ ЗВУКОВОИ ЧАСТОТЫ постоянства температуры (например, в комнатных приемниках). Борьба за температурную стабильность — задача технологии полупровод. пиковых приборов. Однако содейство. вать повышению стабильности можно и при разработке аппаратуры путем выбора схемы, которая обеспечивает постоянство исходного режима. Разумеется, схемная стабилизация не устраняет температурных влияний на параметры транзистора. Простейший способ стабилизации исходного режима з каскаде с ОЭ по. казан ва рис.
9.9,б. Этот способ пазы. вается коллектор ной стабилиз а ц и е й. По сравнению с прежней схемой здесь произведен перенос резистора Л~ от источника питания к коллектору (конечно, с выбором заново сопротивления этого резистора). Физический смысл коллекторной стабилизации заключается в следующем; если при повышении температуры возрастает ток в цепи коллектора, то увеличится падение постоянного напряжения на резисторе )г», а напряжение (Гк уменьшится. Это вызовет уменьшение отрицательного напряжения на базе по отношению к эмиттеру, т. е.
снижение постоянного тока базы 1 , что, в свою очередь, приведет к снижению тока коллектора, т. е. ограничит результат нагревания. Такая взаимосвязь называется противосвязью по постоянному току. Однако резистор )г, между коллектором и базой увеличивает ОС и по переменному току, уже имеющуюся внутри прибора через проводимость Я~з, эта связь, как мы видели, повышает входную проводимость, т.
е. ослабляет действие сигнала. Часто в усилительных н генераторных каскадах применяется иная схема питания и стабилизации, показанная на рис. 9.9,в. Ее называют условно схемой эмиттерной стабилизации. В ней для питания базы к зажи- При пояснении принципов усиления с помощью ламп или транзисторов были использованы схемы с резистором )1» в роли нагрузки выходной цепи. Резистивные каскады широко применяют для усиления малых сигналов Рассмотрим работу таких каскадов подробнее. На рис.
9.10,а дана схема лампового, а на рис. 9.10,б — транзисторного резистивного каскада (фильтры развязки в обеих схемах представле- 'мам источника Ек подключен делитель напряжения )(Яз, постоянный ток через который должен быть приблизительно в 5 раз больше исходного тока базы, выбранного для транзистора. Тогда смешение в цепи базы окажется приблизительно равным падению напряжения на резисторе йз и будет достаточно стабильным. Однако при изменении температуры могут изменяться и токи в цепях змиттера н коллектора, что нежелательно. Для их стабилизации в цепь эмиттера включают резистор Л», на этом сопротивлении создается до.
полнительное смещение между базой н эмиттером, действующее п р о т и в оп о л о ж и о напряжению, выделенному на сопротивлении )(», что видно нз направлений токов. К если ток эмиттера возрастет, то падение напряжения на сопротивлении Я» увеличится, а отрицательное смещение на базе уменьшится, что приведет к снижению токов эмиттера и коллектора. Для устранения ОС по переменному току стабилизирующий резистор )г» блокируется конденсатором С, большой емкости (не менее десятка микрофарад).
Расчет емкости конденсатора С, аналогичен расчету емкости С„ в ламповой схеме (см. рис. 9.8). Сопротивление (г, с точки зрения стабилизации желательно иметь значительным, но оно ограничивается допустимой потерей питающего напряжения АУ р ТЭ О )э», а поэтому не превышает не- эвО скольких килоом. Следует учесть еще одну особенность этой схемы: для входного переменного напряжения резисторы й, и Лз оказываются включенными параллельно (на общую точку схемы), если связь с предыдущим каскадом осуществляется непосредственно через разделительную емкость Сз. Такой шунт увеличивает входную проводимость каскада, что невыгодно. При индуктивной связи, как увидим позднее, шунтирования можно избежать. ны лишь конденсаторами Се, ~пропускающими токи сигналов мимо источника питания).
Ламповый каскад предназначен для ус~иле~низ ~кап~раже~пня сигнал а: усиленное напряжение должно воздействовать ма вход следующего каскада и уира~влить его работой (данный наокад имеет лампу Ль следующий— лззшу Лз). Об усилении мощности здесь говорить не приходится, так как, зо-пер- 199 Рнс 9 )О. Резнстивные усилительные каскады а — ламповый; б — транзисторный вых, цепи сеток работают без расхода мощности, а во.вторых, мощность, расходуемая в,резисторе Я, са<ма по себе не является .полезной. »)а<яма Л< — пентод, <но и резистивном каскаде может применяться и три- од. Все детали янган<ия и нагрузки нам уже известны (см.
<рис 98], за исключением конденсатора Ср и резистора Л». Входное напряжение (<' < подастся от генератора сигнала ГС на ул<равляющую сетку лампы Л<. Усиленное на~пряженнс возникает на резисторе )<„ включенном в анадную цепь лампы Л<. Но для того чтобы перемен<ное напряжение с резистора Гс» воздействовало на управляющую сетку следующей лампы, а постоянное намряжение анодной батареи не п<эпадало в цепь этой сетки, между выходом данного <и входом следующего каскада ста<вится разделительный конденсатор С» ем<костью в десятки тыся< ппкофа<рад.
Этот <конденсатор должон обладать высоким сопротивлением изоляции для постоянного тока. Нали ше разделительного конленсатцра делает веобходимым включение от сетки ва катод <резистора 4~». во первых, через этот резистор подается с ниж<него зажима резистора Л»,на управляющую сетку лампы Лз отрицагелыюе постоянное напряжение смещения; во«вторых, электроны, попа<дающие с катода лампы Л< на ее упра<вляющую сетку и способные л00 образовать на <ней отрицательный за<ряд, который может запереть лампу, стекают через резистор (<» на катод. Поэтому резистор <)<» (сопротивлением сотни килоом в больше) называется иногда сопротивлением с е т о ч н о й у т е ч к н (более грубо, просто «утсчкойъ) Так составляется схема каскада предварительного усиления (усиления нзпряжения) на резисторах с применением электронной лампы.
Следует еще учесть, что выходные зажимы нашего каскада шунтируются входной емкостью С„з следующего каснада. Обычно эта емкость исчисляется десятками пикофарад (с учетом емкости сетка— катод, емкости между монтажными проводачя н емкости деталей на корпус усилителя). <К той же емкости С,»< следует отнести н,выходную емкость лам,пы Л<, шуптирующую сопротивление резистора )(» (см. ниже). Транзисторный каскад собран по схеме с ОЭ на транзисторе Г<. Он получает от генератора сигнала (ГС) напряжение на базу (Г <. Смещения на базы данного и следующего транзисторов подаются через резисторы (<а.
Нагрузочный резистор А» включен в цепь коллектора, с его зажима снимается переменное выходное напряжение (<' з через разделительный конденсатор Ср. Полезным потребителем энергии сигва- ла .является входное сопротивление транзистора Т> следующего каскада. Здесь можно говорить об усилении напряжения, тока и мощности. Для лампового и транзисторного каскадов эквивалентная схема выходной цепи с учетом входа следующего каскада соответствует схеме иа рис. 97, но она должна быть детализирована, после чего можно обсуждать вы- Г>ор параметров элементов для лампы или транзистора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
