Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Такое гке структурное сходство свойственно и некоторым специальным типам мощных каскадов, применяемых в энергетических установках и автоматике 11361: усилителям среднего значения тока, усилителям с питанием от напряжения переменного тока и усилителям с импульсным режимом работы транзистора 11371, в частности усилителям класса Д.
Однако в транзисторной технике возможны и некоторые оригинальные решения, к числу которых относятся двухтактные каскады, построенные на транзисторах с разным типом проводимости: р-п-р и и-д-и. Сочетание транзисторов р-и-р и и-р-п используется не только в усилительной, но и в импульсной технике. Такие схемы получили название схем с дополнггтеланой симметрией. Двухтактйый каскад с дополнительной симметрией показан на рнс. 12-13. Характерная особенность каскада — отсутствие трансформаторов, что особенно важно в случае интегрального (микроэлектронного) исполнения, поскольку в интегральных схемах применение трансформаторов в виде навесных компонентов крайне нежелательно, а их реализация в виде полупроводниковых или плсиочных компонентов полностью исключается '.
В отсутствие сигнала ток в нагрузке отсутствует, а через транзисторы протекает небольшой начальный ток, обусловленный смещениями + — (/я. (на транзисторе Т,) и — - (/я, (на транзисторе Тз) . 1 1 з Эти смещения соответствуют э. д. с. Е, на рис. 12-12, б, т. е.
каскад работает в классе АВ. Обычно ток делителя /1, — )тз — /1з много больше начальных базовых токов, а сопротивление )гз много меньше Я„и йз. Поэтому начальные смещения + --(/я, можно 1 2 1 считать равнымн -- И„где / = 2Е/(Яг + Кз) — ток делителя.
Если сопротивление Кз достаточно мало (а именно, если /г ~ .и". Япв 1) Я„, где К,„— входное сопротивление открытого плеча схемы), то мможно считать обе базы соединенными по переменнолгу току Дт и подавать сигнал от нредоконечного т, + каскада на одну из баз (рис. 12-13)'. Е Поскольку входной сигнал приходит вход в фазе на оба транзистора, послед- ' у * ' 4 ние работают поочередно, как в обычном классе В (точнее, учитывая 1 1 + начальное смещение, — в классе АВ).
тг Е= При этом нагрузка включена в эмиттерные цепи транзисторов, т. е. они работают по схеме ОК, как эмиттериые повторители; следовательно~ рис. 12-1з. двухтактный каскад входной сигнал должен быть равен кзасса АВ с дополнительной выходному напряжению на на- симметрией. грузке. Соответственно„как отмечалось во введении, коэффициент усиления мощности оказывается меньше, чем при включении ОЭ. Обычно вместо резистора Йз ставят диод, работающий в прямом направлении (на рис. 12-13 показан пунктиром). В таком варианте начальные смещения на базах составляют .+-(//2, а роль сопротивления К (при передаче сигнала на базу транзистора Т,) играет дифференциальное сопротивление диода.
При достаточно больших токах дифференциальное сопротивление диода значи- ь Вообще говоря, используя транзисторы одного типа проводимости, можно построить схему так, чтобы избежать применения выходного трансформатора, ао схема получается ил е к т р и пес к и н ес и м м ет р и ч ной, а главное„ возникают трудности, связанные с необходимостью противсфазных в х о д н ы х сигналов, т. е. требуется либо входной трансформатор, либо специальный каскад для чзрасщепленияз фазы. Средняя точяа резистора /1з имеет нулевой потенциал, что достигается Регулировкой сопротивлений Ит и /1з. Если транзисторы идентичны, то 11г йз. з В общем случае сигнал от предоконечного каскада следует подавать на обе базы через двз отдельных конденсатора.
тельно меньше сопротивления постоянному току (см, рис, 2-22), поэтому использование диода позволяет усилить связь между базами транзисторов. При расчете каскада с дополнительной си»австрией раль сопротивления )«';,(рис. 12-9) играет сопротивление )с,. Поскольку отсут- ствие трансформатора не позволяет 1« искусственно увеличить сопротивле- ГГ(ив) ние нагрузки, транзисторы работай»=0 ют с больши»1и токами, чем в обычном трансформаторном каскаде.
Однако еще более существенное различие касается входных характеристик: по оси абсцисс на рис. 12-11 и ~на $12-12, б следует откладывать не на- пряжение (/е, а напряжение [4+ 0 0«г Х»гдн +»',)с„, поскольку потенциал эмнт- тера меняется вместе с потенциалом Рнс. !2-14. методике посерее базы. Порядок перестройки входных ни» одной н» точек «дне»мече. характеристик показан на рнс.
12-14. ской» вне«ной «»рент«расти«н. Перестроенные («динамические») ха- рактеристики позволяют оценить методам пяти ординат И34) входную мощность и нелинейные искажения. В данном случае к. и.' д. «оллекторной цепи «)„совпадает с к. и. д. к скада в целом, поскольку отсутствуют потери в выходном трансформаторе и в цепи смещения. Глава »прин«азама» УСКЛНТКЛИ ПОСТО11Н((ОГО ТО1(А При разработке усилителей постоянного тока приходится решать две основные проблемы: согласование потенциалов в разных частях схемы и уменьшение нестабильности (дрейфа) выходного напряжения или тока в отсутствие сигнала. Сначала остановимся на вопросах связи каскада с источником сигнала (рис.
13-1). Поскольку резистор К, является необходимым компонентом схемы [для стабилизации режима (см. гл. 6), а часто н для повышения входного сопротивления), то потенциал эмиттера и близкий к нему потенциал базы должны иметь определенное значение, отличное от нуля. С этой целью на рис. 13-1, а в.цепь источника сигнала введена э. д. с. Ее (ее можно осуществить с помощью делителя или полупроводникового стабилитрона, как показано пунктиром). Однако в такой схеме через источник сигнала будет протекать постоянная составляющая тока — ток покоя базы, что часто нежелательна. Для того чтобы избежать тока через источник сигнала, можно задать потенциал базы Уее с помощью делителя 13-2. 'ХЕМПЕРАТУРЙЫЙ ДРЕЙФ Абсолютную величину дрейфа в транзисторном каскаде чаще всего выражают приращением коллекторного тока И„.
В 3 6-2 величина бу„обозначилась через Лу„и была найдена как функция приращений Лу„а, Иl,е и Л(). Теперь учтем влияние еще одного параметра, зависящего от температуры, — сопротивления коллекторного перехода. Как известно. сопротивление г„ влияет на коэффициент передачи базового тока. Это влияние можно проанализировать с помощью выражения (7-20). Дифференцируя (7-20) по г„, нетрудно привести соответствующее частичное приращение к виду ' (~Ф )„=Ы(1-7.') —",.". (13-1а) Второе частичное приращение находим, дифференцируя (7-20) по р. (цРае)р = цРун.
(13-16) Сложив выражения (13-1), найдем полное приращение Ьр и, поделив его на ром получим: — "- = — "+(1-7.*) "". боа и г„ (13-2) Еще одно влияние, которое оказывает сопротивление г„на дрейф, связано с наличием составляющей коллекторного тока, обусловленной этим сопротивлением и источниками питания. Для анализа этого влияния воспользуемся схемой на рис. 13-2, а.
Здесь для общности, как и на рис. 6-2, а„ показаны э. д. с. во всех трех ветвях, но положено (7,а = 0 (тем самым считается, что )сев в н е ш н е е сопротивление в цепи базы). Преобразуем входную цепь по теореме об эквивалентном генераторе. Складывая э. д. с. Е„ и э. д. с. эквивалентного генератора, получаем схему на рнс, 13-2, б„ где Е = Е„-(- у, Е, + у„Ее; коэффициенты у, и уа определяются обычными соотношениями. Применим метод суперпощщии. Положила сначала, что обратная связь отсутствует (р =- О); тогда Е Ее+ та+Ее ~ Еб С учетом обратной связи (рчь 0) ток 7„, как нетрудно пока- вать, будет в 1+ ()„уе раз меньше.
Беря производную И„/с(г„и а Е усилителях постояииото тока ист блокирующих емкостей, поэтому ко. вффиниеит уае следует рассчитывать с учетом как внутренних, так и внешних сопротивлений схемы. А имеиио, в формулу (7-1эа) вместо сопротиалеиий га и йт -1- ге нужно подставить Еа и Яе (см. рис.
6.2). полагая р тб,"з 1, можно привести приращение (б!а)а к следующему простому виду: Юк)амм рое Лгк Гк 1 + Роетб гк (13-3) Подставив теперь в формулу (6-8) правую часть (13-2) вместо р,(у() и добавив слагаемое (13-3), получим абсолютный температурный дрейф каскада: 61 =8(Л7,+ + Ебг Гв ЛР Йвб !+К +" ' (1 — у;) — — 1 ~'"!=8Мг, (13-4) ~+и гк 3 гк ! Рис. 13-2.
Обобигеиная эквивалентная схема каскада настоянного тока. а — нсходиаа схема; и — схема, ореобрввоваинаи ио теореме об вквивалеитиом генераторе. определяется зквивалентным козффипиентом Р и является обобщением выражения (6-7): ров ртй т+Рсетб 1+Ртктб (13-5) Обычно четвертое слагаемое в выражении (13-4) заметно меньше третьего, позтому пренебрежение сопротивлением гк в гл. 6 было оправдано. В усилителях же постоянного тока пелесообразно учитывать все причины дрейфа, Из выражения (13-4) видно, что член с стг, может иметь разные знаки в зависимости от соотношения обоих слагаемых; в частности, он может быть равен кулки йо сих пор мы рассматривали абсолютный дрейф.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
