юный радиолюбитель (560767), страница 58
Текст из файла (страница 58)
А чем больше его доля в коллекторном токе, тем нестабильнее режим работы транзистора в различных температурных условиях. Увеличение коэффициента передачи тока Ьз,э с температурой усиливает этот эффект. Что же при этом происходит в каскаде, например, на транзисторе У1 усилителя первого или второго вариавтов7 С повышением температуры общий ток коллекторной цепи увеличивается, вызывая все большее падение напряжения на нагрузочном резисторе КЗ (см. рнс. 174). Напряжение же между коллектором и эмиттером прн этом уменьшается, что приводит к появлению искажений сигнала При дальнейшем повышении температуры напряжение на коллекторе может стать столь малым, что 174 транзистор вообще перестанет усиливать входной сигнал.
Уменьшение влияния температуры на ток коллектора возможно либо путем использования в аппаратуре, предназначенной для работы со значительными колебаниями температуры, транзисторов с очень малым током 1кво, например кремниевых, либо примененйем специальных мер, термостабилизирующих режим транзисторов. Один из способов термостабилизвпдн режима работы германиевого транзистора структуры р-и-р показан на схеме рис. 179,а. Здесь, как видишь, базовый резистор Ке подключен не к минусовому проводнику источника питания, а к коллектору транзистора. Что это дает7 С повышением температуры возрастающий коллекторный ток увеличивает падение напряжения на нагрузке Кя и уменьшает напряжение на коллекторе.
А так как база соединена (через резистор Щ с коллектором, на ней тоже уменьшается отрицательное напряжение смещения, что в свою очередь уменьшает ток коллектора Получается обратная связь между выходной и входной цепями каскада-увеличивающийся коллекторный ток уменьшает напряжение на базе, что автоматически уменьшает коллек торный ток. Происходит стабилизация заданного режима работы транзистора. .Но во время работы транзистора между его коллектором и базой через тот же резистор Ке возникает отрицательная обратная связь по переменному току, что снижает общее усиление каскада. Таким образом, сгабильность режима транзистора достигается ценой проигрыша в усилении.
Жаль, но приходится идти на эти потери, чтобы при изменении температуры транзистора сохранить нормальную работу усилителя. а! Ю Рис. 179. Усилительные каскады с термостабвлвзвцией режима работы транзисторов Существует, однако, способ стабилизации режяма работы транзистора с несколько меньшими потерями в усилении, но достигается это усложнением каскада Схема такого усилителя показана на рис. 179,6. Режим покоя транзистора по постоянному току и напряжеияю остается тот же: ток коллекторной цепи равен 0,8-1 мА, отрицательное напряжение смещения на базе относительно эмиттера равно 0,1В (1,5 — 1,4= = 0„1 В). Но режим устанавливается с помощью двух дополнительных резисторов: Кез и К,. Резисторы Ке, н Кег образуют делитель, с помощью которого на базе поддерживается устойчивое напряжение.
Эмиттерный резистор К, юшяется элементом термостабилизации. Термосгабилизация режима транзистора происходит следующим образом. По мере возрастания коллехторного тока под действием тепла падение напряжения на резисторе К, увеличивается. При этом разность напряжений между базой и эмиттером уменьшается, что автоматически снижает коллекторный ток. Получается такая же обратная связь, только теперь между эмиттером и базой, благодаря которой режим транзистора стабилизируется. Прикрой бумагой или пальцем конде1юатор С„подключенный параллельно резистору Кз и, следовательно, шунтирунлций его. Что теперь напоминает тебе эта схема7 Каскад с транзистором, включенным по схеме ОК (змиттериый повторитель). Значит, при работе транзистора, когда на резисторе К, происходит падение напряжения не только постоянной, но и переменной составляющих, между эмнттером и базой возникает 100;~-ная отрицательная обратная связь по йеременному напряжению, при которой усиление каскада меньше единицы.
Но так может случиться лишь тогда, когда не будет конденсатора С,. Этот конденсатор создает параллельный путь, по которому, минуя резистор К„идет переменная составляющая коллехторного тока, пульсирующего с частотой усиливаемого сигнала, и отрицательная обратная связь не возникает. Емкость этого конденсатора должна быть такой, чтобы не оказывать сколько-нибудь заметного сопротивления самым низшим частотам усиливаемого сигнала В каскаде усиления звуковой частоты этому требованию может отвечать зле хтролитический конденсатор емкостью 10-20 мкФ.
Усилитель с такой системой стабилизации режима транзистора практически не чувствителен к колебаниям температуры и, кроме того, что не менее важно, к смене транзисторов. Во всех ли случаях именно так следует стабилизировать режим работы транзистора? Иет, конечно. Ведь все зависит от того, для какой цели предназначается усилитель. Если усилитель будет работать только в домашних условиях, где перепад температур незначительный, жесткая термостабилизация не обязательна. А если ты собираешься строить усилитель или приемник, который бы устойчиво работал и дома, и на улице, то, конечно, юдо стабилизировать режим транзисторов„даже если устройство придется усложнять дополнительными деталями.
ДВУХТАКТНЫЙ МОЩНОСТИ УСИЛИТЕЛЬ Рассказывая в начале этой беседы о назначении каскадов усилителя, я, как бы забегая вперед, сказал, что в выходных каскадах, являющихся уснлителямн мощности, радиолюбители используют такие же маломощные транзисторы, как и в каскадах усиления напрюкения. У тебя тогда, естественно, мог возникнуть, а может быть возникал вопрос: как э'го достигается7 Отвечаю на него сейчас Такие каскады называют двухтактными усилителями мощности.
Причем они могут быть трансформаторными, т.е. с использованием в них трансформаторов, или 6естрансформатор ными. В твоих конструкциях будут применены обе разновидности двухтактного усилителя колебаний звуковой частоты. Разберемся в принципе их работы. Упрощенная схема дну хтактно го трансформаторного каскада усиления мощности и графики, иллюстрирующие его работу, приведены на рис. 180. В нем, как видишь, два трансформатора и два транзистора Трансформатор Т1 межкаскадиый, связывающий предоконечный каскад со входом усилителя мощности, а трансформатор Т2 — выходной.
Транзисторы Ч1 и Ч2 иключеиы по схеме ОЭ. Их эмиттеры, как и средний вывод вторичной обмотки межкаскадного трансформатора, езаземлены»вЂ” соединены с общим проводником источника питания 1)ае. Отрицательное напряжение питания на коллектор;ы транзисторов подается через первичную 175 Рнс.
180. Двухтахтный трансформаторный усилитель моппюстн н графини, иллюстрирующее его работу Ф обмотку выходного трансформатора Т2: на холлектор транзистора Ч1-через сехпвю 1м на коллектор транзистора Ч2-через сехцьпо 1е. Каждый транзистор и отноапциеся х нему секции вто-. р чной обмотки мщккасхалного трансатора н первичной обмотки выходного трансформатора пред ставл вот обычный, уже знакомый тебе однотахтный усилитель. В этом нетрудно убедиться, если прихръпь листкам бумаги одно из таких плеч каскада Вместе же они образуют двухтахтный усилитель мощиостть Сущность работы двухтахтного усилителя заключается в следующем.
Колебания звуяовой частоты (графиха на рис. 180) с предохонечного каскада подаются на базы обоих транзисторов тах, что напряжения на них взменяются н любой момент времени в противоположных направлениях, т.е. в противофазе При этом транзисторы работают поочередно, на два такта за каждый период подводимого к ним напряжения. Когда, например, на базе транзистора Ч1 отрицательная полуволна, он открывается и через сехщпо 1ь первичной обмотки выходного трансформатора идет тох только этого транзистора (график б). В это время транзистор Ч2 закрыт, так хах на егц базе положительная полуволва напрйження. В следующий полупернод, наоборот, положительная полуванна будет на базе транзистора Ч1, 17б а отрицательная-на базе транзистора Ч2.
Теперь открывается транзистор Ч2 и через секцию 1е первичной обмотки выходного трансформатора идет тох его коллектора (графин в), а транзистор Ч1, закрываясь, «отдыхаетн. Й тах при щ~- ждом периоде звуковых колебаний, подводимых х усилителю. В обмотке трансформатора холлехторные токи обоих транзисторов суммируются (графин г), в результате на выходе усилителя получаются более мощные злеатричесхие холебаиия звуковой частоты, чем в обычном однотахтном усилителе. Дннамичесхая головка В, подвпоченная хо вторичной обмотке трансформатора, преобразует их в звук.
Теперь, пользуясь схемой на рис. 181, разберемся в принципе работы бестрансформаторного усилителя мощностя. Здесь также два трвизистора, но они разной струхтуры: транзистор Ч1-р-п-р, транзистор Ч2-и-р-и. По постоянноь)у току транзисторы вхлючены последовательно, образуя ках бы делитель напряжения пнтюощего нх источника постоянного тока При этом на коллекторе транзистора 'Ч1 относятельно средней точки между ними, называемой точкой снмметрни, создается отрицательное напряжение, равное половине напряжения источниха питания, а на коллекторе транзистора Ч2-положительное, и тщсяе равное половвне напрявенйя источника питании Динамическая гол овна В включена в змнггерные цепи транзноторов: для транзистора Ч1-через конденсатор (Л, для транзистора Ч2 — через конденсатор С1.
Таким образом, трайзисторы по переменному току ввпочеиы по схеме ОК (эмиттерными повторителями) и работают на одну общую нагрузку — головку В. Рнс. 18 1. Двухтахтный бестрансформаторный усилитель мощности На базах обоих транзисторов усилителя действует одинаковое по значению и частоте переменное напряжеиис, поступающее от предоконечного каскада. А так как транзисторы разной структуры, то и работают онн поочередно, на два такта: цри отрицательной полуволне напряжения открывается только транзистор Ч! и в цепи головка  — конденсатор С2 появляется импульс коллехторного тока (на рис.
180 — график б), а при положительной полуволне открывается только транзистор Ч2 и в цепи головка-конденсатор С1 появляется импульс коллектор ного тока этого транзистора (на рис. 180-график в). Таким образом, через головку течет суммарный ток транзисторов (график г на рис 180), представляющий собой усиленные по мощности колебания звуковой частоты, которые она преобразует в звуковые колебания.
Практически получается тот же эффект, что и в усилителе с трансформаторами, но, благодаря использованию транзисторов разной структуры, отпадает надобность в устройстве для подачи на базы транзисторов сигнала в противофазе. Ты, уверен, заметил одно противоречие в моем объяснении работы двухтактных усилителей мощности: на базы транзисторов не подавались напряжения смещения. Ты прав, но особой ошибки здесь нет. Дело в том, что транзисторы двухтакпюго каскада могут работать без начального напряжения смещения.
Но тогда в усиливаемом сигнале появляются искажения типа «ступенька», особенно сильно ощущаемые при слабом входном сигнале. Ступенькой же ихназывают потому, что на осциллограмме синусоидального сигнала они имеют ступенчатую форму (рис 182). Наиболее простой способ устранения таких искажений — подача на базы транзисторов напряжения смешения, что и делают на практике. Теперь, прежде чем начать разговор об усилителях, обеспечивающих громкое звуковоспроизведение, хочу познакомить тебя с некоторыми параметрами, характеризующими усилитель ЗЧ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
