Файл: Богомолов А.М. Судовая полупроводниковая электроника.pdf

эмиттерных повторителях постоянного тока входное соп­ ротивление не может быть большим, чем сопротивление

только путем увеличения коэффициента усиления тран­ зистора р либо путем многокаскадного включения не­ скольких эмиттерных повторителей.

Однако, чтобы входное сопротивление эмиттерного повторителя могло быть поднято до величины, близкой Гб. к, необходимо также, чтобы сопротивление входного делителя было достаточно большим. Для увеличения эк­ вивалентного сопротивления внешних элементов базо­ вой цепи в эмиттерных повторителях постоянного тока установку рабочей точки выполняют не с помощью дели­ теля, а с помощью вспомогательного источника, вклю­ чаемого последовательно с источником сигнала (рис. 33, а). В этом случае внешнее сопротивление вход­ ной цепи определяется только сопротивлением смещения RCM, необходимым для повышения стабильности усили­ теля.

Для того, чтобы при достаточно большом дифферен­ циальном сопротивлении резистора R 3 величина паде­ ния напряжения на нем была незначительной, это соп­ ротивление должно быть нелинейным, с нелинейностью насыщения.

Таким нелинейным сопротивлением обладает гене­ ратор неизменного тока на транзисторе. Величина со­ противления R 1 (рис. 33, б) подбирается такой, чтобы коллекторный ток транзистора был равен эмиттерному току начальной рабочей точки триода Т\.

Для повышения стабильности усилителя можно включать генератор неизменного тока Тч через перемен­

85

триода Т3 используется для установки начальной рабо­ чей точки выходного транзистора 7Y Этот усилитель мо­ жет иметь входное сопротивление 0,4 мОм при коэффи­ циенте усиления по току 1000 и коэффициенте усиления по напряжению 40.

В эмиттерных повторителях переменного тока высо­ кое входное сопротивление достигается более просто. Для увеличения коэффициента усиления по току может быть использован не одиночный, а составной транзи­ стор, коэффициент усиления которого равен произведе­ нию коэффициентов усиления Pi и Рг входящих в него транзисторов (рис. 34, а). В эмиттерных повторителях постоянного тока составной транзистор использовать трудно ввиду его малой температурной стабильности.

Эмиттерный повторитель переменного тока с состав­ ным транзистором может быть сделан достаточно ста­ бильным, если использовать низкоомный входной дели­ тель. Для того чтобы делитель не шунтировал входную цепь транзистора эмиттерного повторителя, он включа­ ется в базовую цепь не непосредственно, а через сопро-

8 6

Рис. 34. Эмиттерные повторители переменного тока:

а — составной транзистор; б — эмиттерный повторитель с положительной обратной связью в базовую точку; в . — эмиттерный повторитель с поло­ жительной обратной связью в коллекторную точку

тивление связи R3 (рис. 34, б). Если узловую точку де­ лителя соединить с выходом эмиттерного повторителя емкостью связи С, то за счет параллельной положитель­ ной обратной связи сопротивление R3 будет внесено в базовую цепь не с его собственной величиной R3, а с ве­

противление, вносимое в базовую цепь цепью делителя, будет равно 500 кОм. Как было указано выше, сопротив­ ление коллекторного перехода ограничивает предел уве­ личения входного сопротивления эмиттерного повторите­ ля. Однако при использовании составного транзистора можно увеличить вносимую величину этого сопротивле­ ния путем применения цепи параллельной положитель­ ной обратной связи, как это показано на рис. 34, в. В этом случае мгновенные напряжения коллекторной и базовой цепи транзистора Ti изменяются синфазно, и ток базы, отбираемый сопротивлением гв. к, уменьшается, что эк­ вивалентно увеличению этого сопротивления. Но, по­ скольку увеличенное таким образом сопротивление кол­ лекторного перехода является результатом изменения не резистивных свойств коллекторного перехода, а ре­ жима работы схемы, это сопротивление называется ка­ жущимся или вносимым. Тем не менее увеличение вно­ симого сопротивления увеличивает предел повышения входного сопротивления эмиттерного повторителя.

Для увеличения входного сопротивления эмиттерно­ го повторителя может быть применена не только парал­

87

лельная положительная обратная связь по напряжению, но также последовательная отрицательная обратная связь по току. Если в качестве элемента обратной связи использовать транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, то за счет усилительных свойств транзисто­ ра обратная связь будет форсирована, то есть усилена.

На рис. 35 изображены схемы эмиттерных повтори­ телей с форсированной отрицательной обратной связью по току. Они отличаются друг от друга конфигурацией, так как в цепях обратной связи этих схем использова­ ны транзисторы прп- и рпр-проводимости. В эмиттерном повторителе с транзистором прп типа в цепи обрат­

с общей базой, К[2 — коэффициент усиления по току

эмиттерное напряжения равны) превышению входного сопротивления по отношению к сопротивлению нагрузки

ном повторителе. Однако, поскольку уменьшение эмиттерного тока транзистора Тх покрывается значительным током транзистора Т2, то суммарное выходное сопротив­ ление этой схемы оказывается ниже, чем в обычном эмиттерном повторителе.

Эмиттерный повторитель с последовательным вклю­ чением транзистора форсированной обратной связи име­ ет низкое выходное сопротивление не только в сторону шины коллекторного питания, но также и в сторону об-

8 8

Рнс. 35. Эмиттерные повторители с форсированной отрица­ тельной обратной связью по току:

связи Т2 (рис. 35, б ).

Транзистор Т2 в этой схеме можно рассматривать как управляемое сопротивление нагрузки эмиттерной цепи. Существенного увеличения входного сопротивле­ ния форсированная обратная связь здесь не дает.

§ 7. Выходные каскады усилительных схем (усилители мощности)

Особенностью выходных каскадов усилительных схем является их большая мощность, то есть их работа при больших напряжениях и токах. Наиболее важным качеством выходных каскадов является их высокий КПД. Для достижения высокого КПД в выходных кас­ кадах преимущественно используются двухтактные схе­ мы класса В. С предыдущим каскадом и с нагрузкой вы­ ходные каскады обычно соединяются через трансформа­ торные цепи связи [10].

Расчет выходных каскадов выполняют с целью найти оптимальные коэффициенты трансформации входного

89

и выходного трансформаторов и максимальные элект­ рические и тепловые нагрузки на транзисторы каскада. Делают расчет на основании заданных величин сопро­ тивления нагрузки R Hи мощности в нагрузке Рн [4].

Вначале, задаваясь коэффициентом полезного дей­ ствия выходного трансформатора т)тр, определяют ко­ лебательную мощность, потребляемую трансформато­ ром в коллекторной цепи транзистора:

В двухтактной схеме эта мощность в два раза мень­ ше, так как в раскачке нагрузки принимают участие два транзистора:

Для полной раскачки нагрузки транзистор должен отдавать колебательную мощность Р~, равную колеба­ тельной мощности, потребляемой трансформатором, то есть:

В каскаде класса А при активной нагрузке (рис. 36) колебательная мощность отдаваемая транзистором в трансформатор, равна:

90