promel (967628), страница 34
Текст из файла (страница 34)
г Параметры режима покоя каскада рассчитывают с учетом элементов, относящихся к выходной цепи предыдущего каскада и входной цепи последующего каскада. При выборе схемы каскада особое внимание' уделяется обеспечению стабильности параметров режима покоя в отношении влияния всех дестабилизирующих факторов и особенно изменения напряжения питания и температуры окружающей среды. Особенности непосредственной связи каскадов в УПТ рассмотрим на примере трехкаскадного усилителя (рис. 2.32, а). В схеме усилителя выводы коллектора и базы транзисторов соседних каскадов соединены непосредственно.
В этих условиях резисторы Й, каждого последующего каскада (осуществляющие внутри. каскадные отрицательные обратные связи по постоянному току) предназначены также для создания необходимого напряжения (У зы 138 пелен -Е к и„„да г) Рнс. 2.32. Непосредствеггная сняаь в усилителях постоян- ного тона: а — простейшая схема ь~ногахасхадяого УПТ; б — способ яодатн входного свгнала в УПТ; а, а — способы повышевня нааффвпнентов тснлення усилительных насяадав, входящих в УПГ в режиме покоя. Это достигается повытнением отрицательного потенциала на эмиттере каждого транзистора от протекания через резистор 'та эмиттериого тока до величины, меньшей по абсолютному значению потенциала его базы нли, что тоже, потенциала коллектора транзистора предыдущего каскада. Так, для транзистора Тв второго каскада имеем ~баяв ~ нтн (~ апв (' нпт ~анв 'ав' (22 )7) Во входную цепь усилителя (рис.
2.32, а) последовательно с источником входного сигнала включен источник входного к о м и е нсирующего напряжения (7„„„,„. Его вводятдля того, !39 чтобы при ек = О напряжение Уб, соответствовало требуемому ченню напряжения в режиме покоя и ток через источник был р нулю.
С этой целью компенсирующее напряжение выбирают рав У „,. Возможность получения У,„иллюстрирует сх рйс. 2.32, б, где НкРклмкз У,,„„,=У„,= Рклкгп + Рклкк2 Нагрузка Я„усилителя (рис. 2.32, а) включена в диагональ мо образованного элементами выходной цепи оконечного каскада и зисторамн )хгз, 22». Такой способ подключения нагрузки использу в тех случаях, когда необходимо обеспечить условие У„=- О п е, = О. Схема подключения нагрузки составлена по аналогии со с мой рнс.
2.32, б. Резисторы )2„)тз в схеме рис. 2 32, а выполня роль делителя для создания компенсирующего напряжения выходи цепи каскада, равного У„„, при 2, = О, у Ргдк (2.11 клмк.к э+ 4 Рассмотрим основные показатели, характеризующие данный ус лктель по переменному току (для приращений напряжения входно сигнала). Если принять делитель )22=)22 достаточно высокоомным, то д расчета входных сопротивлений каскадов, входящих в уснлител' можно воспользоваться общим соотношением (2 !! )гвз гб + (1 ~ г) (гэ + 'гэ) г)гэ . Коэффициент усиления рассматриваемого усилителя равен пр изаеденн2о коэффициентов усиления отдельных его каскадов: Ко Кщ Кьг Кбгз.
Для оценки коэффициентов усиленна каскадов примем гтк )1 )х„, ж )х'„и )2„2» )т„. Тогда для расчета коэффицнентов усиления ка кадое получим выражения: (2,! 21 140 (2.! 2 Рва 'кгРэг Рэг Кп2 = )'2 Ркг 11 Рвгз Ркг Ркг !)г, . Рвгг йкйэг Рэг к л Ркз ! (Рк+ Рз ! Рг) Рггэ 11 (Ргг+ Рз ! РО (2 !2 ЭКЭЭЭ = ~з Ркхэ Рэг Видно, что коэффициенты усиления каскадов обратно прапор' циональны сопротивлениям эмиттеров. Сопротивление )2,2, рассчитываемое по режиму температурной стабилизации первого каскада, имеет величину от нескольких сотен, ом до 1 — 3 кОм.
Сопротивления )2, последующих каскадов используют. ие только для температурной стабилизации, ио также для обеспечения' требуемых значений Уб,„в режиме покоя. При связи базы гранзиак а пос. „едующего каскада с коллектором транзистора предыдущего ( ис, 2,32, а) напряжение на эмиттере, так же как и напрякаскада (Р на коллекторе каждого последующего каскада, увеличивается сение на (по а со бсолютной величине в случае транзисторов типа р-п-р). Это вы« необходимость повышения сопротивления Д, в каждом послезывает не шем каскаде с целью получения требуемых значений О,„.
Воз„„ ающие при этом трудности связаны с тем, что увеличение~Як при« к уменьшению в соответствии с выражениями (2,121), (2.!22) водит к ковач н ф нциентов усиления последующих каскадов и общего коэффициент >сита усиления усилителя. указанный недостаток схемы рнс. 2.32, а может быть исключен арн некотором видоизменении ее каскадов, как показано на Йс 2,32, в, г.
В схеме рис. 2,32, в сопротивление )?, уменьшается за счет включениЯ РезистоРа 22' и пРопУсьаниЯ чеРез РезистоР й3 дополнительной составляющей тока 7„. Расчет по формуле (2.!1?) дает: для схемы рис. 2.32, а 1 2 2 >321 1>6222 (2. 123) 32 1232 для схемы рис. 2.32, в )> «?332 — 2>6322 32 (. 2.! 24) 1322 + >2 )1ля схемы рис. 2.32, г задачу решают включением в цепь эмиттера стабилитрона. В результате можно записать па332 1>22 32 (2,!2 ) о ~332 Резистор Д, предназкачен для задания необходимого начального тока через стабилитрон с целью вывода его на рабочий участок вольтамперной характеристики (см.
рис. 1.19). Способ построения УПТ на основе непосредственной связи простейших усилительных каскадов может быть использован для полу. чения сравнительно невысокого коэффициента усиления (порядка нескольких десятков) при относительно большом усилнваемом сигнале 0,05 — 0,1 При необходимости получения больших коэффициентов усиления (сопи и тысячи) применение этого способа построения УПТ невозможно ввиду сильного проявления дрейфа усилителя, вызываемого нестабильностью напряжения питания н особекио температурной нестабильностью параметров транзисторов, в частности /,м3> = (1 + )))>33. Мини>>альные изменения напряжения па коллекторах транзисторов первых каскадов, возникающие под воздействием темпера«Урных изменений тока !33, > усилива>отса последующими каскадами, создавая недопустимые изменения выходного напряжения усилителя.
Применение же температурной компенсации здесь затруднено по «ехнологическнм соображениям. Температурная компенсация предполагает включение в схему ус>>ли>еля термочувствнтельных эле">ентов, например терморезисторов. Она основана па том, что при >П изменении температуры приращения токов и напряжений в сх под влиянием изменения параметров вводимых элементовдейств в направлении, обратном их приращениям, вследствие температур нестабильности параметров транзисторов В условиях разброса раметров используемых элементов температурная компенсация т бует тщательного подбора термокомпенсирующих элементов каждого отдельного усилителя с учетом всего температурного д пазона его работы, что неприемлемо при серийном производств эксплуатации ап пар атуры (из-за тр удностей ремонта).
Д'аффереиг)паленые усилительные каскады Радикальным средством уменьшения дрейфа УПТ является п менение п а р а л л е л ь и о-б а л а п с и ы х (д и ф ф е р е ц и а л ь н ы х) каскадов. Одна из наиболее распространенных сх дифференциальных усилительных каскадов представлена рнс. 2.33, а. По этой схеме построены каскады, выпускаемые в ви отдельных микросхем (например, К1УТ181, К1УТ22!); она испо зуется также во входных каскадах многих УПТ интегрального и полн ен и я. Дифференциальный усилительный каскад выполняют по принци сбалансированного моста, два плеча которого образованы резне рамн )св, и )с„„а два других — транзисторами Т, и Тв. Выходи. Е кг Гкг -Вк вх а) + кг Рис. 2.33. Схема (и) и упрогценнвл схема (б) параллельно.баланс.
ного (дифференпиального) усвлвтельного каскада; свособы подачи дифференциального входного сигнала (в, г) ние снимается между коллекторами транзисторов (т. е. с напр яже»» нагона „али моста) иля с коллекторов. На транзисторе Т, собрана схема и с то ч н и к а с т а бн л ьт о к а 1„определяющего сумму эмиттерных токов 1„и 1„ ного транзи зцсторов Т», Т,. В схему источника стабнлы»ого тока входят резисто исторы И», 11»з, 17з и источник питания Е„,. Транзистор Т, в диодном вк , включении предназначен для повышения стабильности тока 1, исимости от изменения температуры (элемент температурной в зав комле мпенсапни).
Для определения тока 1, найдем напряжение ме»кду точкам ми 1 — 2 схемы. Если пренебречь током 1„„существенно мень- „,, тока 1„и принять!ззж 1»ч = 1„то можно записать (уззз + 1«)7з = ' »)7« + (1зэ« (2.126) где Е»»з — 1»в««Е«« »» й»+ рз»Г»+я« ' Из уравнения (2.126) находим »,Р, + (Г»в — ивзз) (2.127) рз Величина 1»»сз в числителе выражения (2.127) существенно больше разности напряжений Ув, транзисторов Т„Т,, Поэтому ток 1, определяется преимущественно сопротивлениями )7з, 17з и током 1,. Поскольку завися»цие от температуры параметры (1з„и (ус„входят в выражение (2.127) в виде разности, зависимость тока от температуры проявляется незначительно.
Дальнейшее рассмотрение дифференциального каскада проведем на примере схемы рис. 2.33, б, где источник стабильного тока на транзисторе Т, заменен источником тока 1,. Дифференциальный каскад допускает подачу входных сигналов от двух источников (на оба входа 11„„ь (l,„з) или от одного источника входного сигнала (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
