Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 225

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

М н о г о к а с к а д н ы е

 

у си л и тел и

с

н еп осред ствен н ой

с в я зью .

Р а с ч е т р а б о ч е го

р е ж и м а

м н о го к аск ад н ы х

уси ­

л и те л е й

с н еп о ср ед ств ен н о й

с в я зью сл ед у ет

п р о и зв о д и ть

при

п о с л е д о в а т е л ь н о м

о б х о д е к а с к а д о в .

 

 

 

 

 

В о б щ е м с л у ч а е то к к о л л е к т о р а тр а н зи с то р н о го /-го

к а с к а д а n -к а с к а д н о г о

у с и л и те л я ,

у ч и ты в а я ,

что

в

р а с ­

с м а т р и в а е м ы х

с х е м а х

t / K( j- i) «

о п р е д ел я е тс я

соотн о ­

ш ен и ям и :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИЛИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ Kj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) 7KOj.

(5-89)

 

А б с о л ю т н о е зн а ч е н и е п р и р а щ е н и я то к а к о л л ек то р а

/-го к а с к а д а м о ж е т б ы ть р а с сч и та н о по ф о р м у л е

 

 

 

 

д / «/£ = л / «. п ' / с „ + л / « , п 'л : „ + • • • +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1—р

 

 

 

 

 

(5-90)

 

 

 

 

" Ь ^ к р

\ \ _ К 1р

- j - д/„$ ,

 

 

гд е Д /ю- — п р и р а щ е н и е то к а к о л л е к т о р а , о п р ед ел я ем о е

со б ствен н о й н е с та б и л ь н о с т ь ю

/-го

к а с к а д а .

 

 

 

 

 

О т н о с и т е л ь н а я

вел и ч и н а

п р и р а щ е н и я ко л л ек то р н о го

то к а п ри

это м

со с та в и т:

 

 

 

 

 

 

 

 

SK/s = 8Ki П

к п +

8 к г П ^ «

 

°крП

 

••• +

8KJ’

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-91)

гд е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

Д/К /S

h 8 k j _

 

h j

 

 

(5-92)

 

 

 

 

K' s

 

 

h i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б о л ь ш о е

к о л и ч ество

п р а к ти ч е с к и х схем

у си л и тел ей

с н е п о с р ед с тв е н н о й

с в я зь ю

р а с см о тр е н о

в

[Л .

46.,

64,

83,

95].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е а л и з а ц и я

к а с к а д о в

с тер м о к о м п е н с а ц и е й . К а с к а д ы

с т е р м о к о м п е н с а ц и е й

 

и м ею т

р я д

сп ец и ф и ч еск и х

о со б ен ­

н остей :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

П р и

с т а б и л и з а ц и и

р а б о ч е й

точки

с

п ом ощ ью тер -

м о р ези с т о р о в

 

п о с л ед н и е

д о л ж н ы

о б л а д а т ь

та к о й

ж е


тепловой

инерционностью ,

 

к а к

и

т р а н з и с т о р ы ,

 

п р и м е ­

няемы е

в

усилительны х

к а с к а д а х .

В п р о т и в н о м

 

с л у ч а е

терм орезистор

не

б удет

р е а г и р о в а т ь

н а к о л е б а н и я

т е м ­

пературы

одноврем енно

с тр а н зи с т о р о м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно

эк сп ер и м ен тал ьн ы м

д а н н ы м

к а с к а д ы

 

на

малом ощ ны х

 

тр ан зи сто р ах

ти п о в

М П 13— М П 16

м огут

быть

стаби л и зи р о ван ы

с

п о м о щ ью

д и о д о в

т и н а

Д 7

и

термисторов типов М М Т-1

и Т О С -М .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

стаби ли зац и и

к а с к а д о в

н а

т р а н з и с т о р а х

П 201

могут

 

быть

и сп ользован ы

 

т е р м и с то р ы

 

т и п о в

 

М М Т -8

и М М Т-9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П ри

осущ ествлении

с та б и л и за ц и и

р а б о ч е г о

 

р е ж и м а

последую щ его

к а с к а д а

у си л и тел я

з а

сч ет

р -п п е р е х о д а

транзистора

п ред ы д ущ его

 

к а с к а д а

м о гу т

б ы т ь

 

п р и м е ­

нены

следую щ ие

со четан и я

 

п ар

т р а н з и с т о р о в :

 

М П 13

(М П 14— М П 16) — П 2 0 1 ,

П 2 0 1 — П 2 0 1 ,

П 2 0 1 — П 4 ,

П 4 —

П 4

и т. п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Т ерм орези сторы

 

им ею т

су щ е ст в е н н ы й

п р о и з в о д ­

ственный

р азб р о с

п а р а м е т р о в

и

'м ен ьш и й

по

с р а в н е н и ю

с тран зи сто р ам и

и д и о д ам и

срок

с л у ж б ы .

В м е с т е

с

тем

они о б л ад аю т

д вусторон н ей

 

п р о в о д и м о с ть ю

и

 

п о это м у

во

многих схем ах

не

м огут

бы ть

з а м е н е н ы п о л у п р о в о д ­

никовы ми

п р и б о р ам и

с

о д н о сто р о н н ей

п р о в о д и м о с т ь ю .

В частности,

д л я

того,

чтобы

 

при

п а р а л л е л ь н о м

 

п о д к л ю ­

чении

ко

входу к а с к а д а

д и од ы н е

в н о с и л и з а м е т н ы х

и с ­

каж ен и й ,

они

д о л ж н ы

 

п р и м ен я т ьс я

в

з а к р ы т о м

 

с о с т о я ­

нии.

В

тако м

р еж и м е

их

ц е л е с о о б р а зн о

и с п о л ь з о в а т ь

в усилительны х к а с к а д а х

 

с

м а л ы м и у р о в н я м и

в х о д н о го

' си гн ала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

случаях,

к о гд а

 

те р м о к о м п е н с н р у ю щ и е

 

ц е п о ч к и

вклю чаю тся

п о сл ед о вательн о

 

в х о д у

м а л о м о щ н ы х

к а с к а ­

дов, диоды

д о л ж н ы и сп о л ь зо в а ть ся

в

о т к р ы т о м

с о с т о я ­

нии. В

тако м

р еж и м е

п р о и сх о д и т

и зв е с т н а я н и в е л и р о в к а

сопроти влен и я ди одов и в

 

м ен ьш ей

с те п е н и с к а з ы в а е т с я

п роизводственны й р а зб р о с

их

п а р а м е т р о в . П 'ри

с т а б и л и ­

зац и и

 

м ощ ны х

д ву х так тн ы х

 

у с и л и т е л ь н ы х

к а с к а д о в ,

им ею щ их

низкое

входн ое

с о п р о ти в л ен и е,

п о те р и

 

с и г н а л а

во входн ы х ц еп ях п р и

п р и м ен ен и и

д и о д о в

м о г у т .о к а з а т ь ­

ся

недопустим о больш и м и . П о это й

п р и ч и н е в н и х

д о л ж ­

ны

п р и м ен яться

со п р о ти влен и я

с

д в у с т о р о н н е й

 

п р о в о ­

дим остью ти п а терм и сторов .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

П р и н еп осредствен н ом

 

с о ед и н ен и и

т р а н з и с т о р о в

см еж н ы х

к а с к а д о в , су щ ествен н о

о т л и ч а ю щ и х с я

 

по

м о щ ­

ности,

те м п ер ату р н ая

с т а б и л и за ц и я

о п и с а н н ы м

 

м ето д о м


ие в с е гд а о с у щ е ст в и м

а . Э то о б у сл о в л ен о гем, что при

р е гу л и р о в к а

с м е щ е н и я на б а з е т р а н зи с т о р а

б о л ее м о щ н о го к а с к а д а з а с ч е т и зм ен ен и я то к а 7h-i о к а ­

з ы в а е т с я

н ед о стато ч н о й

д л

я с та б и л и за ц и и

р аб о чего

р е ж и м а

м о щ н о го

к а с к а д а .

В

ч астн о сти , п о д о б н о е

я в л е ­

н и е 'и м еет м есто

п ри н еп о ср ед ств ен н о м

соеди н ен и и

т р а н ­

зи с т о р о в ти п о в М П 13 и П 4 д а ж е т р и s =

у— ^ ,

У си ли тели

с н е п о с р ед с тв е н н ы м со ед и н ен и ем с м еж н ы х к а с к а д о в х а ­ р а к т е р и з у ю т с я м ен ьш и м и п о т е р я м и п а с та б и л и за ц и ю р а ­

бо чего ^реж им а п о

ср ав н ен и ю

с д р у ги м и ти п ам и у с и л и т е ­

л ей

б л а г о д а р я

со вм ещ ен и ю

ф у н кц и й

п о тен ц и о м етр а

с м е щ е н и я и с о п р о ти в л е н и я н а гр у зк и п р е д ы д у щ его

к а с ­

к а д а

и п р и м ен е н и ю тер м о к о м п ен си р у ю щ и х

ц еп о ч ек

с м а ­

л ы м п о тр е б л е н и ем эн ер ги и .

 

 

 

О т с у тс тв и е м е ж к а с к а д н ы х со е д и н и те л ь н ы х э л ем е н то в п о з в о л я е т л е гк о п о л у ч и ть ш и р о к у ю п о л о су у с и л и в а е м ы х ч а с т о т (Л . 49], а п р и со о тв етству ю щ ем в ы б о р е р аб о ч его р е ж и м а к а с к а д о в и с п о л ь зо в а т ь их т а к ж е в к а ч е с т в е у с и ­

л и т е л е й п о с то я н н о го то к а .

 

И з в е с т н ы е п р е и м у щ е с тв а в ч ас т и

п о вы ш ен и я с т а ­

б и л ь н о с ти р а б о ч е го р е ж и м а у с и л и те л я

с н еп о ср ед ств ен ­

н ы м со ед и н ен и ем к а с к а д о в д а е т ч ер е д о в а н и е к а с к а д о в

с о б щ и м

э м и т т е р о м

и об щ и м к о л л е к т о р о м 1[Л. 83].

5-3.

УСИЛИТЕЛИ С ВЗАИМОЗАВИСИМЫМ СМЕЩЕНИЕМ

Т о о б с т о я т е л ь с т в о ,

что и зм ен ен и я

то к о в в ц е п я х

к о л л е к ­

т о р о в т р а н з и с т о р о в

к а с к а д о в с .н

еп осредствен н ы

м со ед и ­

н ен и ем и м е ю т п р о ти в о п о л о ж н ы е зн а к и , п о зв о л я е т со з­ д а т ь у с и л и т е л ь , о сн о ван н ы й н а п р и н ц и п е взаи м н о й к о м ­ п е н с а ц и и и зм е н е н и й р а б о ч и х р е ж и м о в к а ж д о г о из к а с ­ к а д о в .

С х е м а та к о го у с и л и те л я п р е д с т а в л е н а н а рис. 5-12. О т л и ч и т е л ь н ы м св о й с тв а м э то й сх ем ы я в л я е т с я в за и м н а я

за в и с и м о с т ь ц е п е й

см ещ ен и я

т р а н зи с т о р о в

соеди н ен н ы х

м е ж д у с о б о й к а с к а д о в .

 

 

 

М о ж н о

п о к а з а т ь ,

что а н а л и зи р у е м ы й

у с и л и тел ь, если

р а с с м а т р и в а т ь

его

с

п о зи ц и й

о б щ е п р и н я ты х

п р е д с т а в л е ­

ний [Л .

9,

10],

н е о б л а д а е т

п р и з н а к а м и

с т а б и л и за ц и и

р а б о ч е г о

р е ж и м а н а

п о сто я н н о м то к е.

 

 

Д л я с х е м ы

рис. 5-12

 

 

 

/'o .c tf 'o .c ^ /e i (^?2 + -^BX0i) •


Т а к к а к обы чно / ' 0.c = A)i + ^ci~ /y2, то

 

(5-93)

П р о д и ф ф ер ен ц и р о вав (5-93)

по т е м п е р а т у р е I при

зад ан н о м зн ачен и и At, п олучим

с л ед у ю щ у ю з а в и с и м о с т ь

Рис. 5-! 2. Усилитель с взаимозависимым сме­ щением.

м еж д у

ко эф ф и ц и ен там и р еж и м н о й н е с та б и л ь н о ст и п е р ­

вого s 'i

и второго s '2 к а с к а д о в :

И з (5-94)

видно,

что

абсолю тн ая с та б и л ьн о с ть

s 'a = 1

рабочей

точки

второго

к а с к а д а

во зм о ж н а

то л ьк о

при

полной

дестабилизации

рабочего

реж им а

п ер во го

к а с к а д а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч то в р а с с м а т р и в а е ­

мой

схем е

 

ф и зи чески

н ео су щ естви м о ,

т а к

к а к

в

этом

сл у ч ае tgcp3Ki « 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

то

ж е

в р ем я

сх ем а,

и з о б р а ж е н н а я

н а

ри с.

5-12, сп о ­

собн а об есп ечи ть

вы со ку ю

с т а б и л ь н о с т ь

р а б о ч е й

то ч к и

к а ж д о го из

к а с к а д о в ,

если

п о с та в и ть

ее

в

р е ж и м

д и н а ­

м и ческого

р авн о в еси я,

к о гд а

л ю б о е

и зм е н е н и е

т о к а

в цепи

к о л л е к т о р а

т р а н зи с т о р а п е р в о го

к а с к а д а

б у д ет

в ы зы в ат ь

со о тв етству ю щ ее

и зм ен ен и е,

но

с

о б р а т н ы м

зн а к о м ,

т о к а в

цепи

б азы

т р а н з и с т о р а

э то го ж е к а с к а д а .

Р а с с м о т р и м

у сл о ви я,

при к о то р ы х

это м о ж н о

о с у щ е ­

стви ть. Д л я

схем ы ,

и зо б р а ж е н н о й н а

р и с .

5 -12,

 

 

 

 

 

£ — (Д г— 16i) R 'q .c — (/« 1 + /б ?)

 

 

 

 

 

(5 -9 5 )

J3P