Гусев - Электроника (944138), страница 69
Текст из файла (страница 69)
При этом обеспечение устойчивости усилительного устройства может быгь дости~ путо введением простейших корректирующих цепей. а! Рис. 4.4В. Схемы двухтахтного усилителя могдности с дополнительной симметрией (а) и двухтахтного усилителя с дополннгельной симметрией во время различных полупериодов (о, в) Бесгрансформаторные мощные выходные каскады собирают в основном по лвухтактным схемам на транзисторах, работающих в режиме В или АВ и включенных по схемам с ОК или ОЭ. В этих схемах возможно сочетание в одном каскаде либо одинаковых транзисторов, либо транзисторов с разным типом элекгропроводности. Каскады, в которых использованы транзисторы с разным типом электропроводносзи (р-и-1з и и1з-н), называются каскадами с дополнительной симмет рией.
Одна из возможных схем усилительного каскада с дополнительной симметрией показана на рис. 4.48, а. При отсутствии входного сигнала ток в сопротивлении нагрузки Тха практически отсутствует, так как небольшие начальные токи, протекающие через транзисторы гТ1 и Ъ'Т2, взаимно вычитаются.
Эти токи обусловлены смещением, созданным падением напряжения на сопротивлении Л,. Если транзисторы ЧТ1 и )хТ2 идентичны по параметрам, то потенциалы точек А и Б огносительно эмиттеров соответствующих транзисторов (точка В) равны 1 ! 2 — — 1/лх и +-,(1яз. В этом случае через транзисторы протекает одинаковый ток, а в сопротивлении нагрузки он отсутствует. Если транзисторы )'Т1 и ГТ2 имеюз различные параметры, например ток 0,5 мА через транзистор МТ1 протекает при напряжении смещения 11в =0,3 В, а через транзистор УТ2 при Ув. =0,5 В, то потенциалы точек А и Б относительно точки В должны быть равны соответственно — 0,3, +0,5 В. Общее падение напряжения на сопротивлении А равно 0,8 В. Для определения напряжения смещения нео ходимо знать характеристики транзисторов и предварительно задаться значением тока 1ко транзисторов УТ1, УТ2.
Этому току коллектора соответствуют определенный ток базы 1 и напряжение (l о, Ток дели геля напряжений выбирают в 5 — 1О раз больше базовых г оков транзисторов Ь'Т1, КТ2. Это обеспечивает малое изменение потенциалов баз при темперпурных изменениях их токов.
По выбранному току делителя определяют сопротивления )~ь (~ 1-~вы )'1. 14. 262) Так как Л, мало (несколько сотен Ом), то можно считать. что базы транзисгоров по переменному току соединены непосредственно между собой. Для уменьшения сопротивления Яз по переменному току оно можег быть шунтировано конденсатором. Однако чаще всего вместо него включают полупроводниковый диод или несколько последовательно соединенных диодов, обсспечивающих требуемое падение напряжения при заданном токе делителя и в то же время имеющих малое дифференциальное сопротивление.
Количество диодов определяют с помощью их вольт-амперных характерисэик. Так, если при токе делителя ! палсние напряжения на диоде равно 0,26 В, то для получения смещения 0,8 В необходимо постави гь гри Лиола. Замена Аз диодами повышает температурную стабильность каскада. Это связано с тем, что при изменении температуры потенциал Гьэа гранзисторов, при котором обеспечивается требуемый ток базы, умепыпается приблизительно на 2,2 мВ/град. Если при этом смешение остается постоянным. то ток покоя увеличивается. Так как с изменением температуры ггадение напряжения на диодах изменяется так же, как потенциал 1/вэв, то температурные изменения тока )к„сушественпо уменьшаются.
При подаче входного сигнала на базы обоих транзисторов один из транзисторов в зависимости от фазы сигнала закрывается„а открытый транзисзор работает как усилительный каскад, собранный по схеме с ОК (рис. 4.48, 6, в), т, е. как обычный эмиттерный повторитель. Следовательно, выходной сигнал на сопротивлении )х„практически равен входному. Во время другого полупериода открытый и закрытый гранзисторы меняются местами. Анализ и расчег каждого плеча практически не отличаются от анализа и расчета эмиттерного повторителя. Поэтому выражения, полученные для каскада с ОК, справедливы для каж.лого плеча во время его работы.
г1ля получения одинакового входного сопротивления в разные полупериоды и одинакового усиления по мощности ~ранзисгоры выходного каскада рекомендуется подбирать идентичными. Для увеличения коэффиггиен~а усиления по мощности применяют каскадное включение транзисторов. Па рис. 4.49, а показано плечо двухтакгного каскада, собранного на двух транзисторах с одинаковым тином электропроволносги. Транзисторы включены по схеме с ОК.
Следоватслыю, коэффициент з з эЕ к !ЪЭ !бг 4 У ГГ1 а) угу угг м« Рис. 449 Плачи двухэакэно1о выходного «аскача. ью а энэс э. «..и э» .эн!Нээ эх э усиления по напряжению несколько меньше единицы. Полный расчет плеча можно выполнить составив его полную эквивалентную схему. Для анализа воспользуемся упрощенной эквивалентной схемой (рис.
4.49, б), причем при предварительных расчетах обычно можно пренебрегать сопротивлением й„считая, что ВЫПОЛНЯЕТСЯ УСЛОВИЕ А!ЭГ«1+(1+611,)Г,«„фл ЗтО ДОПУЩЕНИЕ корректно только при больших гоках, но введение его улучшает наглядность получаемых результатов. На основе эквивалентной схемы и выражений, полученных для каскада с ОК, запишем следующие очевидные уравнения; 1э1 1ба 1б2 (1+'!21э,) 1б! Яэх-Го!+(1+1!11, ) (Гээнф +Го +(1+61!! ) (Г„,ф.+ и )) 141+па!э, 611 э(!',д ф,+ кхн) п11э, пг! . (1эд ф + гсн);(4 263) 1н Я1+ э2 !эа (1+ ~21э)!бл - (1 -!- " 11,,) (1 + й, ! э, ) 1б ! — 11 г 1, 11 1 ! ээ 1б ! .
(4. 264) !ак как и „ н „ б1 (4. 265) Зэб то ~2! !!2! л„ вЂ” — — и,„" . (4,267) д„ Определим коэффициенты усиления каскада по напряжению и току: К- и,„„!и,„= А„!!(г.„„ь, + Я„); (4.268) (4. 269) Из (4.269) видно. что коэффициент усиления по току в первом приближении равен произведению коэффициентов передачи базового тока транзисторов и может достигать значений от нескольких сотен до десятков тысяч.
При г„„ф — ~0, согласно (4.268), коэффициент усиления по напряжению близок к единице. Так как выходной транзистор плеча обычно работает с большими токами, то это условие, как правило, вьшолняегся. При работе с малыми выходными токами коэффициент усиления также близок к единице, что можно показать при более полном анализе с учетом параметров всех элементов, входящих в эквивалентную схему.
Причем, если входное сопротивление получается достаточно болыпим, следует учитывать и дифференциальное сопротивление запертого коллектор- ного перехода первого транзистора г"„,„Ф. Опо, как было показано в ч 4.7, ограничивает реально достижимое входное сопротивление значением На рис. 4.49,в показан второй тип эмиттерного повторителя, часто применяемого в плече выходного каскада, В нем транзистор МТ1 включен по схеме с ОК, а транзистор УТ2 по схеме с ОЭ. Активные приборы, соединенные в подобные схемы, рассматривают как один транзистор с соответствующими эквивалентными параметрами и называют его композитивным транзисторомм с соответствующей! элекгропроводностью (в рассматриваемом случае композитивный п-р-л-транзистор). Если ввести допущение, как и в предыдущем случае, !!! >~го!+() +!!з!~)г х!!ф, (4. 270) то для эквивалентной схемы (рис.
4.49, г) можно записать приближенные соотношения: «! а2 !к2 !2!э,)!21ь!Г! ° !!в !б! !7б1+(1+62!э)(г л ф +Рн)+ + 7! ! ! э, "! ! э, )(„Н !ы ("ь ! + 6 г ! э, 7! г !, )!, )' (4 272) (4. 273) ( +~!21,) !б! + 12! э, !2! э !б1 (4. 274) ы !б1~ы(1+~!2!э,+~!2!э,'221 ы) 62!э /!21э 1бэ! Кы' Коэффициегпы усиления по напряжению Э!Э!: Э'2! по току 1„ =(1+)1;„+й;! э )121, )=й2!э й21э.. (4.27б) 1б Таким образом, и в этом случае, несмотря на то, что транзистор К7'2 включен по схеме с ОЭ, коэффициент усиления по напряжению близок к единице, а коэффициент усиления по току (в первом приближении) равен произведению коэффициенгов передачи базовых токов транзис!оров. Как видно из упрощенных выражений, соответствующие коэффициенты усиления плеча несколько больше, чем у плеча (рис.
4.49,и). Композитивные транзисторы применяют тогда, когда не удается подобрать выходной транзистор требуемой мощности и определенной электропроводности, а имеются подходягцие транзисторы с электропроводностью другого типа. Составной и композитивный транзисторы дают разные коэффициенты усиления. Но разница между ними небольшая. Поэтому приведенные схемы часто используют в составе одного каскада. Неко!орые варианты построения мощных бестрансформазорных выхолных каскадов показаны на рис. 4.50, В схемах рис. 4.50, а, о применен один источник питания благодаря тому, ч!о конленсатор. включенный последовательно с нагрузкой после его заряпки до напряжения Е, равного напряжению на эмиттерах транзисторов 1 Т3. УТ4, в статическом режиме работает в один из полупериолов как источник питания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
