Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

li

(/э2

/ 6l) R 'о.с — /б1 (^2 +

Znxoi) ,

(5-96)

о т к у д а

/ б, =

«D2*' О.С

(5-97)

Я'о.с 4“

4" ^ DX0I

И з

(5-97)

и (5-95)

Е

[(1 4- Pi) Лю1 4- ^яог]

|

(1 4" Рг)

j ф з

/ Э2

I

I П I

fî \ ^

о с

Z»xoi 4- Я2 4- Р.Л'.

(5-98)

I 4- (1 4- h )

Rs

ZDX0I +

r 2 +

/?'0.с

В

(5 -98)

н а и б о л ь ш у ю

за в и с и м о ст ь

от

те м п е р ату р ы

п р о я в л я ю т о б р а т н ы е

то к и к о л л е к т о р а

/ кoi

и

/ког- С л е д о ­

в а т е л ь н о ,

у с л о в и е

д и н а м и ч е ск о го

р а в н о в е с и я ,

при

к о то ­

ром

в

д и а п а з о н е

те м п е р а т у р

М

/ э2=

c o n st,

м о ж е т

б ы ть

з а п и с а н о в ви д е

/ко2= — (1 4*Pi)/koi-

(5-99)

В ел и ч и н у о б р а т н о г о то к а к о л л е к т о р а

м о ж н о и з м е ­

н ять

в

н е к о то р ы х

п р е д е л а х

с

п о м о щ ью

р е зи с то р а

Rz.

Н е т р у д н о

п о к а з а т ь , что:

п р и

р а зо м к н у т о й

ц еп и

б а зы

по

п о сто ян н о м у

то к у

(R 2= о о )

( 1 4*Pi)/K0i>

(5 -100)

п р и

к о р о т к о за м к н у т о м

в х о д е

(/?2=

0)

/ //к о н « ( 2 - 4 ) / к 01.

(5 -101)

С л е д о в а т е л ь н о , в к а ж д о м к о н к р е т н о м

с л у ч а е у с л о ­

вие,

в ы р а ж е н н о е

у р а в н е н и е м

(5 -9 9 ),

м о ж н о

в ы п о л н и ть

п о л н о стью

и ли

части чн о

п у те м

со о тв етству ю щ его

в ы б о ­

р а вел и ч и н ы

со п р о ти в л ен и я

р е зи с т о р а

Rz.

З а в и с и м о с т ь

Ii(o n = xV (R z),

и зм е р е н н а я

в

с х е м е

рис. 5-13, м о ж е т

б ы ть

з а п и с а н а

в ви д е

^КОН=

Л(0 (1 4 -0 Я 2) .

(5-102)

С о гл а с н о э к с п е р и м е н т а л ь н ы м д а н н ы м д л я т р а н з и ­

сто р о в

ти п о в

П 1 3 — П 1 6

0 » 3 ,4 - 1 0-2

п р и

и зм ен ен и и

Rz

от 0

д о 100 ко м ,

д л я

т р а н з и с т о р о в

П 201

0 « 5 ,2

• 10-1

п р и

и зм ен ен и и

Rz о т

0

д о

5

ко м ,

а

д л я

т р а н зи с т о р о в

ти п а

114

0:=«3,4

п р и и зм ен ен и и

Rz от 0 до

1 ком .

9*

И з (5-93)

n __ И1

(At2

^коз) /Уо-С

— Z ВХ01*

(5 -103)

Я2

Л(1 ( 1

al) Л<01

То;<

в цепи

коллектора

тр ан зи сто р а п ервого

к а с к а д а

/ К1 =

____ Р)/зг^'о.о

"I- ^К02‘

(5-105)

^ПХО! "b ^2 “Ь R’o.

Н а

осн ове

к а с к а д о в

с

в за и м о за в и с и м ы м

с м ещ ен и ем

м огут

'быть

со зд ан ы

ш и р о к о п о л о сн ы е

в ы с о к о ч а с то т н ы е

у си л и тел и с р а в н о м е р н о й ч а ­

сто тн о й

х а р а к т е р и с т и к о й .

С х ем ы у с и л и те л ей

т а к о г о

ти п а

с п о л о с о й

д о

'1 1 ,4 3 ,

420

и 450

М гц ,

и м ею щ и х

н е р а в ­

н о м ер н о сть

ч асто тн о й

х а р а к ­

те р и сти к и

в д и а п а з о н е

э ф ­

ф ек ти в н о й п е р е д а ч и , н е п р е ­

вы ш аю щ у ю ед и н и ц д е ц и б е л ,

о п и сан ы в

|[Л. 49].

К о р р е к ц и я ч а с т о тн о й х а ­

Рис.

5-13. Схема для измере­

р а к те р и с ти к и

у с и л и т е л е й с

ния

зависимости

/«он—^(Я г).

в за и м о за в и с и м ы м

с м е щ е н и ­

ем

во м н о ги х

-сл у ч аях

м о ­

ж е т

бы ть

о су щ ествл ен а

п утем

п а р а л л е л ь н о г о

п о д к л ю ч е ­

ния

к

р ези сто р у

Rz к о н д е н с а т о р а

с о о тв етств у ю щ ей

е м к о ­

сти

С2 (н а

рис.

5-12

и з о б р а ж е н

п у н к т и р о м ).

Б л а г о д а р я

отсутстви ю эл ек тр о л и ти ч еск и х

к о н д е н с а т о р о в

и т е р м о р е ­

зи сто р о в

у си л и тел и

с

в за и м о за в и с и м ы м

с м е щ е н и е м

б ольш ой срок сл у ж б ы . П о э т о м у они н а ш л и

ш и р о к о е п р и ­

м ен ен и е при п остроен и и м и к р о м о д у л ей .

С п особ в за и м н о й

ко м п ен сац и и .н естаб и л ь н о стей с м е ж ­

ных к а с к а д о в м о ж е т

бы ть т а к ж е п р и м е н е н

д л я о с л а б л е -

Мйя

д р е й ф а

н у л я

о д н о так ти ы х

у си л и тел ей

п остоян н ого

то к а п р я м о го у си л ен и я .

В

п р и н ц и п е д л я

эти х ц елей

.пригодны и

р а с см о тр е н ­

ны е

р а н е е сп особы

с т а б и л и за ц и и р аб о ч его

р е ж и м а у си ­

л и т е л е й с

н еп о ср ед ств ен н о й св я зью м е ж д у

к а с к а д а м и .

[Л . 3, 9, 46, 51].

С у щ е с т ­

вен н о

л у ч ш и е .п о к азател и

по о с л а б л е н и ю д р е й ф а н у ­

л я

и м ею т

о д н о та к т н ы е

к о м п е н са ц и о н н ы е

схем ы и

р а с с м а т р и в а е м ы е в с л е ­

д у ю щ ем п а р а г р а ф е м о ­

сто в ы е

схем ы .

и з о б р а ж е ­ Рис.

5-14.

Схема простейшего

Н а

рис. 5-14

н а

п р о с т е й ш а я

с х е м а

двухкаскадного

усилителя по­

стоянного тока.

д в у х к а с к а д н о г о

у с и л и т е ­

л я д о с т о я н н о го т о к а п р я ­

м ого

у с и л ен и я ,

с т а б и л и з а ц и я р аб о ч его

р е ж и м а

ко то р о го

о с у щ е с т в л я е т с я

за сч ет в за и м н о й

.ком п ен сац и и

о б р а тн ы х

ро в . В

это й с х е м е р а зн о с тн ы й то к

н а

вы х о д е у с и л и те л я ,

о б у сл о в л ен н н ы й

д ей стви ем

о б р а тн ы х

к о л л е к то р н ы х

т о ­

ков

т р а н зи с т о р о в ,

Д /и =

K iz s J км +

5г/цо2.

(5-106)

О ч еви д н о , что д л я

у с тр а н е н и я

д р е й ф а

н у л я

(А /п= 0 )

н ео б х о д и м о в ы п о л н и ть у сл о в и е

K izSiIkoi= — s 2I ног*

(5-107).

В ы р а ж е н и е

(5 -107)

п р и

s i = s 2

п р ак ти ч еск и

с о в п а д а ­

ет с

(5 -9 9 ). Э то

у к а з ы в а е т

на

то,

что

к а с к а д ы

с в з а и м о ­

за в и с и м ы м

см ещ ен и ем

м о гу т

о б есп еч и ть

в ы со к у ю

с т а ­

б и л ьн о сть

р аб о ч его

р е ж и м а

т а к ж е

.при

и сп о л ьзо в ан и и

их в

к а ч е с т в е у си л и тел ей

д о сто я н н о го

т о к а .

У сл о в и е, в ы р а ж е н н о е со о тн о ш ен и ем (5 -1 0 7 ), о с у щ е ­

ств и м о

в сх ем е

рис. 5-14

то л ьк о п ри

п р и м ен ен и и в

п е р ­

во м

и

в т о р о м к а с к а д а х

тр а н зи с то р о в ,

су щ ествен н о

р а з ­

л о в и е

н е о б я з а т е л ь н о ). П р и это м

у к а з а н н ы е

то к и

б у д у т

и м еть

п р о ти в о п о л о ж н ы е з н а к и в

вы х о д н о й

ц еп и

у с и л и ­

те л я :

если 6 первом

и

втором к а с к а д а х

(п ри м ен ять

т р а н з и ­

сторы р азл и ч н о й

п р о во д и м о сти ;

в сл у ч ае п р и м ен ен и я т р а н зи с т о р о в о д и н а к о в о й п р о ­

водим ости, вк л ю ч ен н ы х в

со ч етан и ях : о б щ и й

э м и т т е р —

общ ий эм и ттер , о б щ а я

(б а з а — о б щ и й

э м и т те р ,

о б щ а я

б а ­

з а — общ ий

к о л л е к то р ,

о б щ и й

э м и т те р — о б щ и й

к о л л е к ­

тор и общ и й к о л л е к то р — о б щ а я б а з а .

Н еп р и го д н ы со четан и я

схем

в к л ю ч е н и я

т р а н з и с т о р о в ,

в

которы х

п о во р о та

ф а зы / Koi

не п р о и с х о д и т .

К

ним

о тн осятся о б щ а я

б а з а — о б щ а я

б а з а , о б щ и й

э м и т т е р —

о б щ а я 'б аза,

общ и й к о л л е к то р — о б щ и й

э м и т т е р и

о б щ и й

ко л л екто р — общ ий к о л л е к то р .

Н есм о тр я

на -простоту

о п и сан н о го

м е т о д а ,

о н -все

ж е

не

н аш ел

ш ирокого

'п р акти ч еско го

п р и м е н е н и я .

Э то

обусловлен о

тем ,

что в

с х е м а х

ти п а

и з о б р а ж е н н о й

н а

рис. 5-14 -необходимо

п р о и зв о д и ть

т щ а т е л ь н ы й

о т б о р

тр ан зи сто р о в

по

вел и ч и н е

о б р а тн о го

т о к а к о л л е к т о р а

и

и д ен ти ч н о сти

(зави си м о сти

это го

т о к а

от

т е м п е р а т у р ы .

С х ем а с в з а и м о з а в и с и м ы м

с м е щ е н и е м ,

и з о б р а ж е н н а я

н а ри с. 5-12, в это м

о тн о ш ен и и

б о л ее в ы го д н а , н о и -в н ей не

и с к л ю ч а е т с я н е о б х о д и м о с т ь

Рис. 5-15. Схема двухкаскад­

п о д б о р а

т р а н з и с т о р о в .

ного усилителя постоянного то­

И зв е ст н ы й

э ф ф е к т

по

ка

с термокомпенсацией.

у м ен ьш ен и ю к о л е б а н и й в ы ­

х о д н о го т о к а м о ж н о о б е с п е ­

чить

с р а в н и т е л ь н о п р о с т ы м и

ср ед ств ам и

в

схем е

с

тер -м озави си м ы м

с о п р о т и в л е н и е м

ти п а

и зо б р а ж е н н о й

н а

рис. 5-15.

С в о й с тв а с х е м

п о д о б ­

ного

р о д а р ассм о тр ен ы

в ‘§ 5-2. У к а ж е м

л и ш ь

н а

то ,

ч то

при

соответствую щ ем

п о д б о р е к о м п е н са ц и о н н о й

х а р а к ­

тер и сти к и те р м о р е зи ст о р а

-величина

д р е й ф а н у л я в

у с и ­

л и те л я х п остоян н ого

т о к а

п р ям о го

у с и л е н и я

н е

-превы ­

ш ает

5— 10%

п р и и зм ен ен и и

т е м п е р а т у р ы

о т

+ 2 0

д о

л е л ь н о го и 'п о сл ед о в ател ь н о го ти п ов .

Б а л а н с н ы й к а с к а д п а р а л л е л ь н о г о ти п а, сх ем а к о то ­

рого и з о б р а ж е н а

на <рис.

5 -16,а, м о ж е т бы ть

п р е д с т а в л е н

в

в и д е м о сто во й

сх ем ы ,

и зо б р а ж е н н о й н а

рис. 5-16,6,

в

к о то р о й R i и R 'i — э к в и в а л е н т н ы е со п р о ти в л ен и я, ото-

оГ

кос„

Рис. 5-16. Параллельно-балансный каскад (а) и

его

эквива­

лентная схема

(б).

б р а ж а ю щ и е тр а н зи с т о р ы

и

о тн о с я щ и е с я к

ним с о п р о ­

т и в л ен и я ц е п е й с м е ш е н и я и о тр и ц а т ел ь н о й

о б р а тн о й

с в я зи ;

R '3= R 3+ A R \

и R " 3= R 3+ A R "b .

С о гл а с н о те о р и и

м о сто вы х схем то к

-в н а г р у зк е к а с ­

к а д а

ц —

/?', +

Д"з + R

(5-108)

П р и р а щ е н и я то к о в в к а ж д о м из п л е ч к а с к а д а п ри

д ей ств и и д е с т а б и л и зи р у ю щ и х

ф а к т о р о в :

A /7h i=

SiA/koi»

(5 -109)

д / '2= 52д,/к02.

(5 -110)

И з

ф о р м у л

(5 -.108)— (5 -110) д р е й ф

т о к а

а

н а г р у з к е

__ 5|Д/

— 5дД/ыгЯ,гш

(5-111)

А /.

+

Я",5+ Кц

'