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

В двухтактных усилительных каскадах начальная ра­ бочая точка может быть расположена в начале линии на­

лекторного питания, называется режимом класса В. Од­ нотактные усилительные каскады в режиме класса В не используются, поскольку они сильно искажают сигнал, реагируя только на его отпирающую полуволну и выда­ вая на выходе только полуволну, инверсную по фазе от­ пирающей полуволне.

Для того, чтобы усилительные триоды в двухтакт­ ном каскаде работали поочередно, необходимо, чтобы входные сигналы, поступающие на вход триодов, были сдвинуты по фазе на 180°, то есть были взаимно инверс­ ными. Простейший способ формирования взаимно ин­ версных сигналов заключается в применении входного трансформатора с выходной обмоткой, имеющей сред­ нюю точку (рис. 26, б). Для получения взаимно инверс­ ных сигналов может быть также использован дифферен­ циальный усилитель (рис. 26, в) либо однотранзистор­ ный фазоинверсный каскад (рис. 26, г).

Выходной сигнал, снимаемый с транзисторов двух­ тактного каскада, представляет собой чередующиеся по­ ложительные полуволны. Для преобразования чередую­ щихся положительных полуволн выходного напряжения в синусоидальный сигнал к коллекторным зажимам транзисторов двухтактного каскада подключается транс­ форматор, имеющий в первичной обмотке среднюю точ­ ку. Таким образом, сложение полуволн коллекторного тока транзисторов двухтактного каскада в синусоидаль­ ный сигнал осуществляется в выходном трансформа­ торе.

При малых базовых токах транзистора, соответст­ вующих начальной рабочей точке режима В, входная характеристика и характеристика прямой передачи транзистора имеют значительную кривизну. Поэтому двухтактный каскад класса В дает нелинейные искаже­ ния более высокие, чем в однотактном каскаде клас­ са А.

Незначительное прямое смещение баз транзисторов двухтактного каскада переводит начальную рабочую

69

Рис. 26. Режим усиления класса В и способы получения фазоинверсных сигналов:

а — положение рабочей точки в режиме класса В\ б — получение фазоинверсных сигналов с помощью трансформатора со средней точкой; в — получение фазоннверсных сигналов с помощью дифференциаль­ ного усилителя; г — получение фазоинверсных сигналов с помощью фазоинверсного каскада

точку на входных характеристиках на участок, имею­ щий меньшую кривизну, в результате чего нелинейные искажения уменьшаются. Такой режим работы транзи­ стора, при котором в начальной рабочей точке базовый ток не равен нулю, а имеет небольшое положительное значение, называется режимом класса АВ. В режиме класса АВ коллекторный ток в режиме покоя существен­ но выше неуправляемого коллекторного тока /к. э.о , а на­ пряжение на коллекторе UK.3.0 несколько меньше на­ пряжения коллекторного питания Ек.

Однотактные усилители класса А применяются в основном в каскадах предварительного усиления и вы­ полняют функцию усилителей напряжения. В выходных каскадах усилительных схем применяются двухтактные усилители класса В, класса АВ и, очень редко, класса А. Еще реже применяются двухтактные усилители класса С. В этом режиме усиления в начальной рабочей точке транзисторы усилителя надежно заперты за счет введе­ ния цепи запирающего смещения. Для этого режима ха­ рактерно превышение времени закрытого состояния трио­ дов над временем их токового состояния. Усилители класса С имеют высокий КПД и используются в тех слу­ чаях, когда допустимо значительное искажение сигнала.

§2. Стабилизация рабочей точки усилителя

Врежиме линейного усиления коллекторный переход транзистора смещен в запирающем направлении и через

него протекает незначительный обратный ток / к.0. Этот ток в базовой цепи триода распределяется в соответст­ вии с первым законом Кирхгофа между общим сопро­ тивлением резистивных элементов R6, подключенных к базе транзистора и входным сопротивлением транзи­

стора Д вх (рис. 27, б).

Если внешние сопротивления в базовой цепи отсут­ ствуют, то обратный ток коллектора полностью прохо­ дит в базу транзистора, в результате чего в коллектор­ ной цепи протекает ток:

71

Рис. 27. Нестабильность рабочей точки усилительного каскада на транзисторе:

коллекторный ток не равен нулю, а имеет некоторую ве­ личину, меняющуюся в зависимости от степени шунти­

ком коллектора / к.э.0, вызывает сдвиг начальной рабо­ чей точки транзистора, или, иными словами, нестабиль­ ность рабочей точки.

Для уменьшения неуправляемого тока коллектора в эмиттерную цепь транзистора вводят добавочный ре­

ния входа транзистора.

72

может служить мерой температурной нестабильности каскада.

так же, как производную коллекторного тока транзисто­ ра по обратному току коллектора:

Рис. 28. Термостабилизация транзисторного усилителя включением эмиттерного резистора:

а — принципиальная схема термостабилизированного усилителя; б — схе­ мы замещения термостабилизированного усилителя

73

далее по / к.о выражение для коллекторного тока, полу­ чить формулу для 5.

Гораздо проще, однако, в этой схеме замещения не учитывать ток / г, задаваемый ветвью установки рабо­ чей точки, и определять непосредственно неуправляемую

гается за счет уменьшения коэффициента усиления кас­

када.

Принято считать величину S равную 4-у7 наиболее оптимальной.

В усилительных схемах с большой величиной коллек­ торного сопротивления RK для температурной стабили­ зации рабочей точки может применяться отрицательная

74