Схемотехника усилительных каскадов. Межкаскадные связи в усилителях.
Назначение усилителя в конечном итоге состоит в получении на заданной нагрузке требуемой мощности усиливаемого сигнала.
Обобщенная структурная схема усилителя.
В состав структурной схемы усилителя, кроме выходного каскада, отдающего определенную мощность полезного сигнала в нагрузку, как правило, входят и предварительные каскады усиления.
В зависимости от назначения усилителя выбирается определенный способ связи между каскадами в усилителе.
Существует три основных способа связи между каскадами:
- емкостная связь (связь через разделительные конденсаторы);
- непосредственная связь (гальваническая);
- трансформаторная связь (связь с помощью трансформаторов).
Наибольшее распространение в схемах усилителей переменного напряжения, и в частности в УНЧ, получила емкостная межкаскадная связь. (Такая связь не пропускает постоянную составляющую усиливаемого сигнала).
Графическая интерпретация процесса усиления сигнала транзисторной схемой с общим эмиттером.
Процесс усиления может быть получен в простейшей схеме резистивного усилителя:
Взаимосвязь электрических величин в усилителе может быть отражена:
Следует обратить внимание на то, что входное и выходное напряжения сдвинуты на 180˚, т.е. находятся в противофазе. Для получения наименьших искажений выходного сигнала рабочую точку Р следует располагать в середине отрезка АВ нагрузочной прямой, построенной в семействе выходных ВАХ транзистора.
Из схемы усилителя видно, что положение рабочей точки Р соответствует току смещения в цепи базы IБр. Для обеспечения этого режима необходимо задать требуемую величину тока смещения от источника Ек с помощью резистора RБ.
Учитывая, что
Ек>>UБэр,
а также, что 
, получим:
Следовательно,
; где и
– постоянные составляющие тока базы и
коллектора в выбранных рабочих точках
Р’ и Р, соответственно. Такая схема
смещения получила названиесхемы
с фиксированным базовым током.
Однако такая схема обладает низкой стабильностью при изменении температуры транзистора и изменениях тока эмиттера и коллектора.
Более эффективной является схема с фиксированным напряжением смещения на базе.
RБ’ и RБ’’ – делитель напряжения.
Ток делителя Iд обычно выбирается в пределах:
- это повышает стабильность Р’ при
изменениях Iб.
Из схемы видно, что Rб’
Rб’’
включены параллельно (Rисточника
питания мало).
А поэтому необходимо выполнение условия:
Для обеспечения стабильной работы усилителя в широком диапазоне температур необходимо принимать меры по стабилизации положения рабочей точки на ВАХ транзистора. Для этого могут быть предложены различные способы термостабилизации режима работы транзисторных каскадов:
Компенсация терморезистором Rt с Стабилизация диодом
температурным коэффициентом [Iобрд(t)≈Iкот(t)]
сопротивления
При компенсации
Rt:
с повышением температуры уменьшается
и
должен увеличиваться IБт,
т.к.: , но с повышением температуры
уменьшается Rt,
что увеличивает шунтирующее действие
Rt
перехода база-эмиттер, тогда, при
Ек>>Uбэт,
имеем:
Для обеспечения стабильности Iбт необходимо выполнение условия
при изменении 
.
При термокомпенсации диодом, необходимо обеспечить идентичность температурных зависимостей обратного тока диода и обратного тока коллектора транзистора Т.
Полная компенсация будет обеспечиваться при выполнении условия:
∆Iк0т
= ∆Iобр.д,
где
–
изменение обратного тока коллектора
Т;
∆Iобр.д – изменение обратного тока Д.
Эффективность стабилизации рассмотренных схем недостаточно высока, особенно в случаях, когда происходит изменение коэффициента усиления транзисторов, например, за счет температуры или при смене транзисторов.
В этом случае целесообразно применять более эффективные схемы стабилизации режимов работы по постоянному току транзисторных каскадов.
Наибольшее распространение получили схемы коллекторной и эмиттерной стабилизации.