Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Стабилизация параметров транзисторных усилителей

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
17.71 Mб
Скачать

и с п о л ь зу е м ы х

в

м о щ н ы х

у си л и тел ьн ы х

к а с к а д а х ).

П о

р е з у л ь т а т а м

р а с ч е т а

 

д о л ж н а

 

б ы ть

оц ен ен а н еобходи ­

м ость

п р и м е н е н и я д о п о л н и те л ь н ы х

р а д и ато р о в или

п ри ­

н у д и те л ь н о го о х л а ж д е н и я .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С х е м а

в к л ю ч е н и я

т р а н зи с т о р а

в ы б и р ается

в

зави си ­

м ости

о т т р е б о в а н и й ,

 

п р е д ъ я в л я е м ы х

к

к а с к а д у

по в е ­

л и ч и н а м к о э ф ф и ц и е н т о в

у си л ен и я ,

вход н ом у

и

вы ход ­

н о м у с о п р о т и в л е н и я м ,

стаб и л ьн о сти

р аб о ты

в

зад ан н о м

и н т е р в а л е т е м п е р а т у р и т. п .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

в ы б о р е

о д н о й

 

и з

тр ех

 

во зм о ж н ы х

схем

вклю че-'

и и я т р а н з и с т о р а

о б щ ей

б а зо й ,

общ и м эм и ттер о м

или

о б щ и м

к о л л е к т о р о м )

с л ед у е т

у ч и ты в ать

след ую щ и е их

о со б ен н о сти :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

 

П р и

о п р е д ел е н н о й

 

вел и ч и н е

соп роти влен и я н а ­

гр у зк и

 

 

(Z„ =

c o n s t)

 

в х о д н о е

 

соп р о ти влен и е

к а с к а д а

и м еет

н а и б о л ь ш у ю

вел и ч и н у

в

 

схем е

с общ им

к о л л ек то ­

ром

и

н а и м е н ь ш у ю — в

схем е

 

с

общ ей

б азо й . В ходное

с о п р о ти в л е н и е

 

к а с к а д о в

н а

м ал о м о щ н ы х

 

плоскостн ы х

т р а н з и с т о р а х ,

и сп о л ь зу е м ы х

в

ти п овы х

р еж и м ах ,

при

в к л ю ч е н и и

по

сх ем е

с о б щ ей

б а зо й с о с т а в л я е т

40 — 60 ом,

по с х е м е

 

с

о б щ и м э м и т те р о м — 500 — 1 000 ом

и п о

схем е

с

о б щ и м

 

к о л л е к т о р о м —

100— 150

ком .

П о д о б н ы е

соот­

н о ш ен и я с п р а в е д л и в ы и д л я к а с к а д о в н а м ощ н ы х т р а н ­

з и с т о р а х ,

но

а б со л ю тн ы е

вели ч и н ы

их

входн ы х

 

со п р о ­

ти в л ен и й в д е с я т к и р а з м ен ьш е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В х о д н о е

со п р о ти в л е н и е

 

у си л и тел ьн о го

 

к а с к а д а

при

вк л ю ч ен и и

т р а н з и с т о р а

по

схем е

с

общ им

эм и ттер о м

м о ж е т

б ы ть

су щ е ств е н н о

у вел и ч ен о

п утем

вклю чен и я

в- ц еп ь

э м и т т е р а

р е з и с т о р а

 

R '0.c,

и м ею щ его

д а ж е

с р а в ­

н и тел ьн о

 

н е б о л ь ш о е

со п р о ти влен и е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а к ,

н а п р и м е р , п р и

^ /о.с = 5 0

ом

и

а = 0 ,9 8

входн ое

с о п р о ти в л е н и е

к а с к а д а

н а

м ал о м о щ н о м

 

плоскостн ом

т р а н з и с т о р е

с о гл ас н о

 

ф о р м у л е

(3-56)

в о зр а с т а е т

п р и ­

м ер н о д о 3 ко м . С н и ж ен и е ко эф ф и ц и ен та у си л ен и я по

н а п р я ж е н и ю в

это м

с л у ч а е

со гл асн о

ф о р м у л е

(3 -67а)

с о с т а в л я е т о к о л о 14 дб .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З а в и с и м о с т ь вх о д н о го со п р о ти в л ен и я к а с к а д а от

ч а ­

сто ты

п р о я в л я е т с я

сл ед у ю щ и м

о б р а зо м .

В

схем е

с

о б ­

щ ей

б а зо й

в

и н т е р в а л е

ч ас т о т

от

1

кгц

д о

п р ед ел ьн о

д о п у с ти м о й

ч ас то ты

у си л ен и я

вх о д н о е

соп роти влен и е

к а с к а д а

н а

с п л а в н о м

т р а н зи с т о р е

при

акти вн ой

н а г р у з ­

ке

в о з р а с т а е т

в

4 — 5 р а з . В

к а с к а д е

с

общ и м эм и ттер о м

в

а н а л о г и ч н ы х у сл о в и я х

и м еет

м есто

ум ен ьш ен и е

вх о д ­

н ого

с о п р о т и в л е н и я

в 1,3— 1,5 раза-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. В ы ходное

со п р о ти в л ен и е

у с и л и т е л ь н о г о

к а с к а д а

при

ф и кси рован н ой

вел и ч и н е в н у т р е н н ег о

с о п р о т и в л е ­

ния

ген ер ато р а

с и гн а л а

(Z r = c o n s t)

я в л я е т с я

н а и б о л ь ­

ш им

д л я

сл у ч ая

вк л ю ч ен и я

т р а н з и с т о р а

>по с х е м е

с

о б ­

щ ей

б азой и

н аи м ен ьш и м

д л я с х е м ы

с

о б щ и м

к о л л е к ­

тором .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и со п р оти влен и и

г е н е р а т о р а

с и г н а л а

|Z r | = l

 

к о м

вы ходное

со п р о ти вл ен и е

к а с к а д а

н а

м а л о м о щ н о м

 

п л о ­

скостном

тр а н зи с то р е в

ти п о в о м

р е ж и м е

р а б о т ы

с о с т а в ­

л я е т

д л я

схем ы

с

о б щ ей

б а зо й

 

0 ,5 — 1

М о м ,

с

о б щ и м

эм и ттером — 30 — 70

к о м ,

с

о б щ и м

к о л л е к т о р о м —

150 —

300 ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В ы ходн ое

со п р о ти в л ен и е

к а с к а д а

с л е д у ю щ и м

 

о б р а ­

зом

зав и си т

от

ч асто ты . В с х е м е

с о б щ ей

б а з о й

н а

и н ­

те р в ал е

о т

1 кгц

д о п р е д е л ь н о

д о п у с ти м о й

ч а с т о т ы

уси лен и я

вы х о д н о е с о п р о ти в л е н и е

к а с к а д а

н а

с п л а в н о м

тр ан зи сто р е

у м е н ь ш а е т с я

д о 20

р а з , а к а с к а д а

с

о б щ и м

эм и ттер о м — п р и м ер н о

в 5 р а з .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. К о эф ф и ц и ен т у си л ен и я к а с к а д а по н а п р я ж е н и ю

им еет .прим ерно

р д и н а к о в у ю

в е л и ч и н у

д л я

схем

с

о б щ и м

эм иттером - и

о б щ ей

б а зо й

и

в к а с к а д а х

н а

м а л о м о щ н ы х

тр а н зи с то р а х п л о с к о с тн о го ти п а п ри | Z „ | = 3 к о м с о ­

с т а в л я е т

50 — 100 (34 — 40 д б ) .

Д л я

к а с к а д а

с

общихм

к о л л ек то р о м к о эф ф и ц и е н т у с и л е н и я по н а п р я ж е н и ю н е п р е в ы ш ае т еди н и ц ы .

К о эф ф и ц и ен т у си л ен и я по то к у б о л ь ш и н с т в а ти п о в к а с к а д о в н а п л о с к о с тн ы х т р а н з и с т о р а х , в к л ю ч е н н ы х по сх ем е с о б щ и м э м и т те р о м и о б щ и м к о л л е к т о р о м , н а х о ­

д и тся в

п р е д е л а х 25 — 50 (2 8 — 34

д б ),

а д л я

сх ем ы

с о б щ ей

б а зо й —

0 ,96 — 0,99.

 

 

 

П р и

это м к а

с к а д ы , в ы п о л н ен н ы е

по

сх ем е с

о б щ е й

б а зо й , с о х р а н я ю т вы со ки е у с и л и те л ь н ы е с в о й с т в а в з н а ­

ч и тел ьн о

б о л ее

ш и р о к о й

п о л о се

ч а с т о т , ч ем

к а с к а д ы

с об щ и м

эм и ттер о м

и

о б щ и м

к о л л е к т о р о м ,

и б о л ее

устой чи вы

к с а м о в о зб у ж д е н и ю .

 

 

 

И з в ы ш е и зл о ж ен н о го

сл ед у е т, что

к а с к а д ы

с о б щ и м

э м и тте р о м

сп особн ы

о б есп еч и ть

н а и б о л ь ш и й

к о э ф ф и ­

ц и ен т у си л ен и я

по

м о щ н о сти .

П р и

это м о б л е г ч а е т с я

в о зм о ж н о с ть с о гл а с о в а н н о го в к л ю ч е н и я к а с к а д о в м е ж ­

д у собой , т а к к а к они

и м ею т м ен ьш и й п е р е п а д м е ж д у

вел и ч и н ам и в х о д н о го

и вы х о д н о го с о п р о ти в л е н и й , ч ем

к а с к а д ы д в у х д р у ги х ти п о в . С х ем ы в к л ю ч е н и я т р а н з и ­

сто р о в

с

о б щ ей б а зо й

у с ту п а ю т сх е м а м

с о б щ и м

э м и т ­

тер о м

по

у п о м я н у ты м

п о к а з а т е л я м , но

о б л а д а ю т

л у ч ­

ш ей

с т а б и л ь н о с т ь ю

в

и н те р в ал е

тем п ер ату р ,

больш ей

у сто й ч и во стью

к с а м о в о зб у ж д е н и ю и

б о л ее

ш ироким

д и а п а зо н о м

п е р е д а в а е м ы х ч асто т,

что

особенно сущ е­

ствен н о п ри

р а б о т е

в

о б л ас т и в ы со ки х

ч асто т.

 

К а с к а д ы

с о б щ и м

к о л л е к то р о м

ч ащ е всего

п р и м ен я ­

ю тся

в к а ч е с т в е

с о гл асу ю щ и х . Д а н н а я

схем а вклю чен и я

н а ш л а т а к ж е с р а в н и т е л ь н о ш и р о ко е п ри м ен ен и е в м ощ ­ ны х у с и л и т е л ь н ы х к а с к а д а х , т а к к а к п о зв о л я е т н а и б о ­

л ее

п р о с то

р е ш и ть з а д а ч у

о тв о д а те п л а

(если учесть,

что

к о л л е к т о р т р а н з и с т о р а

соеди н ен с ко р п у со м ).

 

В ы б о р

м е т о д а с т а б и л и за ц и и р аб о ч его

р еж и м а за в и ­

си т т а к ж е о т сп о со б а со ед и н ен и я к а с к а д о в м еж д у со ­

бой. П о д а н н о м у п р и з н а к у

р а зл и ч а ю т уси ли тели : с

не­

п о с р е д с т в е н н о й

г а л ь в а н и ч е с к о й

связью ;

с р ези сти вн о ­

ем к о ст н о й или

R C

с в я зь ю ;

с тр а н с ф о р м а то р н о й

связью ;

с д р о с с е л ь н о й св я зью .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С в о й с т в а

к а с к а д о в

с н еп о ср ед ствен н о й

га л ь в а н и ч е ­

ской с в я з ь ю

б ы л и р а с см о тр е н ы

в гл. 4 и 5.

 

 

 

Б л о к -с х е м а

к а с к а д а

с

R C

связью

и зо б р а ж е н а

на

рис. 7-1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д а н н ы й

ви д

с в я зи

ч ащ е

всего

п р и м ен яется

м еж д у

к а с к а д а м и ,

вы п о л н ен н ы м и

н а

м ал о м о щ н ы х

п лоскостн ы х

т р а н з и с т о р а х .

Э та

с в я з ь

м о ж е т

бы ть

 

о су щ ествл ен а

с п о м о щ ью м а л о г а б а р и т н ы х д е т а л е й и х а р а к т е р и зу е т с я

а в т о н о м н о с ть ю

у с т а н о в л е н и я

р аб о ч его

р е ж и м а

в

к а ж ­

д о м

и з

к а с к а д о в ,

ч то

су щ ествен н о

у п р о щ а е т

реш ен и е

з а д а ч и

п о его

с т а б и л и за ц и и .

 

 

 

 

 

 

 

К н е д о с т а т к а м

у си л и тел ей данного -

ти п а отн оси тся

то,

ч то

они,

к а к

п р а в и л о , и м ею т

зн ач и тел ь н ы е

потери

по п о с т о я н н о м у

то к у в

со п р о ти вл ен и и

н агр у зк и .

С у щ е ­

ств ен н ы м я в л я е т с я

т а к ж е то,

что

д л я

п о л у чен и я

н еи ск а ­

ж е н н о й ч ас т о тн о й х а р а к т е р и с т и к и в ц еп ях м еж д у к а -

с к а д н о й с в я з и у с и л и те л ей

н и зкой '

ч асто ты

п ри ходи тся

п р и м е н я т ь к о н д е н с ат о р ы

б о л ьш о й

ем кости

(у ч и ты вая

с р а в н и т е л ь н о м а л о е вх о д н о е со п р о ти вл ен и е к а с к а д о в на

т р а н з и с т о р а х

п р и

вк л ю ч ен и и с

о б щ ей

б азо й и

общ им

э м и т т е р о м ).

Т а к

к а к ч ащ е

всего

д л я

эти х

ц елей и сп о л ь­

зу ю т с я э л е к т р о л и т и ч е с к и е

к о н д ен сато р ы ,

то

и м еет

м есто

у х у д ш е н и е

ста б и л ь н о с ти р а б о ты

у си л и тел ей

при н и зки х

т е м п е р а т у р а х и у м ен ь ш ен и е ср о к а их сл у ж б ы .

 

У си л и т ел и с

т р а н с ф о р м а т о р н о й

связью

(рис. 7-2)

п о зв о л я ю т о б есп еч и ть у сл о в и я ,

б л и зк и е с о гл ас о в ан н о м у

в к л ю ч ен и ю

к а с к а д о в .по вх о д у и

вы ход у, и,

с л е д о в а т е л ь ­

но, вы со к и й

 

к о э ф ф и ц и е н т

у си л ен и я

по

м ощ н ости .

В т а ­

ких к а с к а д а х по

ср авн ен и ю

с

р а с с м о т р е н н ы м и р а н е е

зам етн о у м ен ьш аю тся п о тер и

по

п о с т о я н н о м у

т о к у

в ц е ­

пи ко л л екто р н о й

н а гр у зк и .

 

 

 

 

 

В се это д е л а е т

ж е л а т е л ь н ы м

п р и м е н е н и е

т р а н с ф о р ­

м ато р н о й - связи

в

м ощ н ы х

у с и л и т е л ь н ы х к а с к а д а х ,

к а к

одн отактн ы х, т а к

и осо б ен н о

д в у х т а к т н ы х .

 

 

Рис. 7-1. Блок-схема

Рис. 7-2. Блок-схема

каскада

каскада с /?С-связыо.

 

с - трансформаторной связью.

В - т о ж е в р е м я п ри и с п о л ь зо в а н и и д а н н о г о в и д а

связи зн ач и тел ь н о

в о з р а с т а ю т г а б а р и т ы

 

у с и л и т е л ь н ы х

 

 

у с тр о й с тв и с т а н о в и т с я м а ­

 

 

л о э ф ф е к т и в н о й

с т а б и л и з а ­

 

 

ц и я с м е щ е н и я з а с ч е т п а р а л ­

 

 

л е л ь н о й О О С п о п о с т о я н н о ­

 

 

м у то к у .

 

 

 

 

 

К а с к а д ы

с д р о с с е л ь н о й

Рис. 7-3. Блок-схема

каскада

с в я з ь ю (р и с .

7 - 3 ) ,х а р а к т е р и ­

с дроссельной связью.

 

зу ю т с я б о л е е в ы с о к и м

к. -п. д .,

 

 

ч ем к а с к а д ы с R C с в я зь ю ,

и н еск о л ьк о б о л ьш и м к о э ф ф и ц и е н то м

у с и л е н и я . О н и

и м ею т л у ч ш и е

ч а с т о т н о -ф а зо в ы е х а р а к т е р и с т и к и , ч ем

к а с к а д ы с т р а н с ф о р м а т о р н о й с в я зь ю , о д н а к о -п ри м ен я ­

ю тся

к р а й н е р ед к о

и з -за гр о м о зд к о с т и д р о с с е л е й (о с о ­

бенно

в у с и л и те л я х

н и зк о й ч а с т о т ы ) .

В п р а к т и ч е с к и х с х е м а х у с и л и те л ей р а з л и ч н ы е ви д ы м е ж д у к а с к а д н о й с в я зи и н о гд а п р и м е н я ю т с я в к о м б и ­ н ац и и д р у г с д р у го м . Ч а щ е д р у ги х и с п о л ь зу е т с я к о м б и ­ н и р о в а н н а я т р а н с ф о р м а т о р н а я и р е зи с т и в н о -е м к о с т н а я с в я зь .

7-3. ВЫБОР РАБОЧЕГО РЕЖИМА УСИЛИТЕЛЯ

 

В за в и с и м о сти от п о л о ж е н и я р а б о ч е й

то ч ки н а

с т а т и ­

ч ески х х а р а к т е р и с т и к а х т р а н з и с т о р а

р а з л и ч а ю т

у с и л и ­

тел и , р а б о т а ю щ и е в

р е ж и м а х А , В ,

С и D .

 

В р е ж и м е А , к а к

это ви д н о из

рис.

7-4, и с п о л ь зу е т с я

л и н е й н ая о б л а с т ь вы х о д н ы х с та ти ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к

174

Т р а н зи с то р а ,

п р и ч ем

в

теч ен и е всего

п ери ода

д ей стви я

с и гн а л а 1кф 0 .

 

 

 

 

 

 

В

р е ж и м е

В р а б о ч а я

то ч ка

р а зм е щ а е тс я таки м

о б р а ­

зо м ,

что

т р а н з и с т о р

о тк р ы т

то л ьк о

в течение

п оло ­

вины

п е р и о д а у с и л и в а е м о го

си н у со и д ал ьн о го

си гн ала

(ри с.

7 -5 ).

 

 

 

 

 

 

 

В

р е ж и м е

С т р а н зи с т о р за к р ы т

в теч ен и е

о тр езк а

вр ем ен и ,

п р е в ы ш а ю щ е го

п о л о ви н у п ер и о д а п о д аваем о го

на в х о д с и н у с о и д а л ь н о го с и гн а л а .

 

 

 

Рис. 7-4. Выходная динамическая ха­ рактеристика усилительного каскада, р а ­ ботающего в режиме А.

Н а к о н е ц , в р е ж и м е

D

тр а н зи с то р р а б о т а е т в кач еств е

кл ю ч а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

р е ж и м е

А

м о ж е т б ы ть о б есп еч ен а р а б о та

у си л и ­

т е л ь н о го

к а с к а д а

п р и

м ал ы х

н ели н ей н ы х

и скаж ен и ях .

О д н а к о

э т о т

 

р е ж и м

х а р а к т е р и з у е т с я

ср авн и тел ьн о н и з­

ким

к. п . д .

 

П о э т о м у

он

н а ш е л

ш и р о ко е

п рим енение

в о сн о вн о м в

о д н о та к т н ы х к а с к а д а х м ал о й

м ощ ности .

В

м о щ н ы х

д в у х т а к т н ы х

к а с к а д а х ,

п р ед н азн ач ен н ы х

д л я

у с и л е н и я

с и н у с о и д а л ь н ы х

 

си гн ало в,

ч ащ е

всего

и с п о л ь зу е т с я

р е ж и м

В . В

это м

сл у ч ае

м о ж ет бы ть

о б ес ­

печен

б о л е е

в ы со ки й к. я .

д .,

и,

что в есьм а

сущ ествен н о

д л я

т р а н зи с т о р о в ,

п р и

р а в н ы х ,

п о л езн ы х

м о щ н о стях

з а м е т н о

у м е н ь ш а ю т с я

п о

ср авн ен и ю с

р еж и м о м А

в е л и ­

чи н а

р а с с е и в а е м о й

м о щ н о сти

и

с а м о п р о гр ев п ер ех о до в .

Э то,

в

частн ости ,

ви дн о из сл ед у ю щ и х

с о о тн о ш ен и й .

М ощ ность,

о т д а в а е м а я

в н а г р у зк у в р е ж и м е

А

(р и с. 7 -4 )

 

 

 

Р нл.

 

 

 

0,5|лС /цр/кр,

 

 

 

 

(7-1 )

а м ощ ность, р а с с е и в а е м а я

в к о л л е к т о р н о м

 

п е р е х о д е ,

 

 

 

 

 

РкА — и Кф[Кр,

 

 

 

 

 

(7 -2 )

о ткуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7-3)

гд е

| а =

UmIUnp — ко эф ф и ц и ен т

и с п о л ь зо в а н и я

к о л л е к ­

торн ого

н а п р я ж е н и я

в р е ж и м е А .

 

 

 

 

 

 

 

 

В р а с с м а т р и в а е м о м с л у ч а е в к о л л е к т о р н о м п е р е х о д е

р а с се и в ае тс я н а и б о л ь ш а я

м о щ н о сть

в со сто ян и и

п о к о я ,

п ричем

обы чно

| А = 0,8 — 0,95.

П р и

Ça.= 0 ,8

и з

(7 -3)

Р к а —2 ,5 Р вА, т. е. к.

п. д. к а с к а д а с о с т а в л я е т 4 0 % .

 

В д в у х т ак тн о м к а с к а д е с т р а н с ф о р м а т о р н ы м в ы х о ­

дом ,

р аб о таю щ и м

в

р е ж и м е

В ,

м о щ н о сть,

о т д а в а е м а я

в н а гр у зк у

к а ж д ы м из т р а н зи с т о р о в п ри

т]т = 1

(р и с. 7 -5 ),

 

 

 

Р нВ = 0,25

 

s==s 0,25^в-^/к.макс^

 

 

 

(7 -4 )

а м ощ н ость, р а с с е и в а е м а я

в к о л л е к то р н о м

 

п е р е х о д е ,

 

 

 

 

- р

__ р

 

— р

1

Чв

 

 

 

 

(7-5)

 

 

 

кВ'

ЧВ

г нВ—

нВ

Ъ

»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гд е

Р Б

— м о щ н о сть,

п о т р е б л я е м а я

т р а н зи с т о р о м

от

п и ­

таю щ ей

б а т а р е и ;

/ к.макс — м а к с и м а л ь н о е

зн а ч е н и е

к о л ­

л е к то р н о го

т о к а ;

т]в —

к.

п .

д . к а с к а д а ;

 

 

 

 

 

 

E lк.макс

(7-6)

7С*

 

Чя

4

(7-7)

^ n = V m}E — к о эф ф и ц и ен т

 

и с п о л ьзо ван и я

н а п р я ж е н и я

б а т а р е и ;

 

т|т —

к.

п. д.

вы х о д н о го

тр а н с ф о р м а т о р а .

 

 

В

и д е ал ь н о м

 

с л у ч а е '

( |д = 1

 

и

т]т = 1 )

tib = 0 ,7 8 5 .

О б ы ч н о

ж е

| в = 0,9— 0,95,

а

г|т —0,8 — 0,9.

 

 

 

 

 

 

П р и

| с =

0,95

и

11т = 0,9

из

(7-7)

 

г ]в = 0 ,6 7 ,

а

из

(7-5)

Р кв ~

0 ,5 Р ив-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з

с р а в н е н и я

 

п о л у чен н ы х

вели чи н

ви д н о ,

что

в

р е ­

ж и м е

В

в к о л л е к то р н о м

п ер ех о д е

т р а н зи с т о р а

при

о д и ­

н а к о в о й

 

м о щ н о сти

с и г н а ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л а в н а г р у з к е р а с с е и в а е т ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ся зн а ч и т е л ь н о м ен ь ш ая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м о щ н о сть,

чем

в

р е ж и ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м е А. В то ж е вр ем я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в р е ж и м е В п р о и сх о д и т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з а м е т н о е

у вел и ч ен и е

к о ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э ф ф и ц и е н т а

 

н ел и н ей н ы х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и с к а ж е н и й .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

п р а к ти ч е с к и х

с х е ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м а х д л я о с л а б л е н и я и с к а ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж е н и й с и гн а л о в с м а л ы ­

Рис. 7-5. Выходная динамическая

м и у р о в н я м и ,

в о зн и к а ю ­

щ и х в с л е д с т в и е н е л и н ей ­

характеристика

усилительного

каскада,

работающего

 

в

режи­

ности

 

в х о д н о й

с та ти ч е ­

 

 

ме В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ско й

х а р а к т е р и с т и к и

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э то й

о б л а с т и ,

в

 

д в у х т а к т н ы х

к а с к а д а х

тр ан зи сто р ы

о б ы ч н о

и с п о л ь зу ю т ся

в р е ж и м е,

б л и зко м

А В .

 

 

 

 

 

В

 

 

р е ж и м е

D п о тер и поп о сто ян н о м у

то к у

 

 

м огут

б ы т ь

в е с ь м а н езн ач и тел ьн ы м и ,

т а к

к а к

в этом ,

случае-,

т р а н з и с т о р

и сп о л ь зу е тс я

л и б о

в п олн остью откры том ^

( ^ K a ~ 0 ) ,

л и б о в

-полностью

за п е р то м

( / к ~ /к о )

со сто я ­

н и я х .

Д а н н ы й

р е ж и м

р ед к о

и сп о л ьзу ется

в у си л и тел ях :

с и н у с о и д а л ь н ы х

сигналов^

п о то м у

что

т р е б у е т

п р е о б р а ­

з о в а н и я

 

эти х с и гн а л о в

в

п р я м о у го л ь н ы е

и м п у льсы

н а

в х о д е к а с к а д а и в о с с та н о в л е н и я п е р в о н а ч ал ьн о й ф о р м ы с и г н а л а н а вы ход е. П р и стр ем лен и и обесп еч и ть у с и л е ­ н и е с и г н а л а с н еб о л ь ш и м и и с к а ж е н и я м и в о зн и к аю т

с у щ е ст в е н н ы е

тр у д н о сти и з -за у с л о ж н е н и я

у с и л и те л ь ­

н ы х

у с тр о й с тв " и н ео б х о д и м о сти

тщ а т ел ь н о й о т л а д ­

ки

их.

 

 

 

М е т о д и к а

р а с ч е т а п а р а м е т р о в

у си л и тел ей ,

р а б о т а ю ­

щ и х в л и н ей н о м р е ж и м е, о с н о в ы в а е тс я н а х о р о ш о р а з ­ р а б о т а н н о й тео р и и л и н вй н ы х ч еты р ех п о л ю сн и ко в [Л . 55, 111].

В к а с к а д а х р а с с м а т р и в а е м о го

в и д а

 

т р а н з и с т о р ы

ч ащ е

всего

и сп о л ьзу ю тся в

р е ж и м е

А Д

и,

к а к

п р а в и л о ,

п ри м ен яется

р ези сти в н о -ем к о стн ая

и н е п о с р е д с т в е н н а я

гал ьв ан и ч еск ая связь .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н аи б о л ее

п олно

в

 

р е ж и м е

А

'в о зм о ж н о с ти

т р а н з и ­

сто р а

в у си ли тельн ом

к а с к а д е

м о гу т б ы т ь

и с п о л ь зо в а н ы

при р азм ещ ен и и

р аб о ч ей точки н а

с р е д н е м

у ч а с т к е

н а ­

грузочной

 

х а р а к те р и с ти к и

по

п е р е м е н н о м у

то к у .

Д а н ­

ный реж и м

л егко

п р о к о н т р о л и р о в а ть с

п о м о щ ь ю

о с ц и л ­

л о гр а ф а ,

т а к

к а к

д л я

 

него

х а р а к т е р н о

п о я в л е н и е

о г р а ­

ничений

о д н о вр ем ен н о

д л я

о б еи х

п о л у в о л н

в ы х о д н о г о

си гн ал а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П ри за д ан н о й

вел и ч и н е

н а п р я ж е н и я

и с то ч н и к а

п о ­

стоянного

 

то к а

н е и ск аж ен н ы й

с и гн а л

с

н а и б о л ь ш е й

ам п л и ту до й

м о ж ет б ы ть п о л у ч ен

при у с л о в и и ,

что

у го л

н ак л о н а н агр у зо ч н о й

 

х а р а к т е р и с т и к и

по

п е р е м е н н о м у

току

р авен

 

у гл у

н а к л о н а

с о о тв етс тв у ю щ е й

х а р а к т е р и ­

стики

по

п о с то я н н о м у

то к у . Э то

 

д о с т и ж и м о

в с л у ч а е ,

когд а со п р о ти вл ен и е

н а гр у зк и

по

п е р е м е н н о м у

то к у

з н а ­

чи тельн о

б о л ьш е

с о п р о ти в л ен и я

н а г р у з к и

н а п о с т о я н ­

ном токе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д а н н ы й

 

р еж и м

 

х а р а к т е р е н

 

д л я

п р о м е ж у т о ч н ы х

к а с к а д о в н а эл ек тр о н н ы х л а м п а х , в к о т о р ы х в х о д н о е

сопротивление' п о сл ед у ю щ его

к а с к а д а ,

к а к

п р а в и л о ,

з н а ­

ч и тельн о

б о л ьш е

с о п р о ти в л ен и я

ан о д н о й

н а г р у з к и

п р е ­

д ы д у щ его к а с к а д а ,

и п о это м у

ч асто

м о ж н о

о г р а н и ч и т ь с я

построен и ем

н а гр у зо ч н о й

х а р а к т е р и с т и к и

по

 

п о с т о я н ­

ном у то ку .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

у си л и тел ьн ы х ' к а с к а д а х

н а т р а н з и с т о р а х

с

р е з и ­

сти вн о -ем костн ой

 

и

н еп о ср ед ств ен н о й

г а л ь в а н и ч е с к о й

с в я зью

н ео б х о д и м о сть

п о стр о ен и я н а г р у зо ч н ы х

х а р а к т е ­

р и сти к

п о

п о сто ян н о м у

и

п ер ем ен н о м у

то к у ,

 

к а к

п р а ­

ви ло,

о т п а д а е т л и ш ь

в

том

с л у ч а е ,

к о гд а

к а с к а д

с о б ­

щ им

эм и т те р о м

или с

о б щ ей

б а зо й

н а г р у ж е н

н а к а с к а д

с общ и м

к о л л е к то р о м .

В

с л у ч а е

ж е

п о с л е д о в а т е л ь н о г о

со ед и н ен и я

м е ж д у

собой

к а с к а д о в

с

о б щ и м

э м и т т е р о м

или

с

о б щ ей б а зо й

у го л

н а к л о н а н а гр у зо ч н о й

х а р а к т е ­

ри сти ки

по

п е р е м е н н о м у

то к у зн а ч и т е л ь н о

б о л ь ш е

у г л а

н а к л о н а н агр у зо ч н о й

 

х а р а к т е р и с т и к и

по

п о сто я н н о м у

току .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* В резонансных усилителях принципиально могут быть приме­ нены также режимы В и С.

В

эти х

у с л о в и я х

а м п л и т у д а

н а п р я ж е н и я

вы ходного

с и г н а л а

м о ж е т

б ы ть

за м е т н о

м ен ьш е

0,5 £ .

 

 

Р а с с м о т р и м

у с л о в и я .построения

н агр у зо ч н ы х х а р а к ­

те р и с ти к

к а с к а д а

с

р ези сти вн о -ем к о стн о й связью .

П р и

это м

б у д ем п о л а г а т ь ,

что

 

 

 

 

 

 

с о п р о ти в л е н и е н а гр у зк и я в ­

 

 

 

 

 

 

л я е т с я

 

ч и сто

 

акти в н ы м ,

 

 

 

 

 

 

к о гд а н а г р у з о ч н а я х а р а к т е ­

 

 

 

 

 

 

р и с ти к а п р е д с т а в л я е т

собой

 

 

 

 

 

 

п р я м у ю л и н и ю . П р и к о м ­

 

 

 

 

 

 

п л ек сн о м х а р а к т е р е со п р о ­

 

 

 

 

 

 

т и в л е н и я

 

н а г р у зк и в ы х о д ­

 

 

 

 

 

 

н а я д и н а м и ч е с к а я х а р а к т е ­

 

 

 

 

 

 

р и с ти к а

и м еет

в и д

э л л и п с а

 

 

 

 

 

 

с ц е н тр о м в то ч ке п о к о я (н а

 

 

 

 

 

 

рис.

7-4 — то ч к а

А ) .

О б ы ч ­

 

 

 

 

 

 

но п о с тр о и т ь та к у ю х а р а к ­

Рис. 7-6. Нагрузочная характе­

т е р и с т и к у

 

в е с ь м а

сл о ж н о

д а ж е

 

п р и

ч и сто

си н у со ­

ристика

усилительного

кас­

 

када.

 

 

 

 

и д а л ь н о й

 

ф о р м е

с и гн а л а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[Л . 3].

П о э т о м у

т а к о г о

р о ^ а

х а р а к т е р и с т и к а

при

п р а к ­

ти ч еск и х

р а с ч е т а х п р и м ен я е т ся

к р а й н е

ред ко .

 

 

Н а г р у з о ч н а я

 

х а р а к т е р и с т и к а

по

п о сто ян н о м у

току

д л я к а с к а д а с ф и к с и р о в а н н ы м см ещ ен и ем , сх ем а ко то ­

р о го и з о б р а ж е н а

н а

рис. 3-2,

м о ж е т

б ы ть

п р ед став л ен а

в в и д е (р и с ..7 -6 ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ Kp=

( £ - £ / Kp ) tg a ,

 

 

(7-8)

 

А ф — (Е — U кр) guo,

 

 

(7-9)

гд е £ н о = 1 /# н о — п р о в о д и м о сть

н а г р у з к и

по

п остоян н ом у

то к у .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а г р у з о ч н а я

х а р а к т е р и с т и к а

по

п о сто ян н о м у

току

п о з в о л я е т о п р е д е л и т ь п о л о ж е н и е

р аб о ч ей

точки н а

в ы ­

х о д н ы х с т а ти ч е с к и х

х а р а к т е р и с т и к а х

при

и звестн о й

в е ­

л и ч и н е н а п р я ж е н и я

и сто ч н и ка п и тан и я,

со п р о ти влен и я

н а г р у зк и п о с то я н н о м у то к у и

н а п р я ж е н и я см ещ ен и я .

Н е п о с р е д ст в е н н о

из

рис.

7-6

п о л у ч аем в ы р а ж е н и е

д л я н а гр у зо ч н о й х а р а к т е р и с т и к и по п ер ем ен н о м у то к у :

Аф = U кр t§T b = U Kp (gno _h g n ) ,

(7-10)

гд е £ и = 1 //? н — п р о в о д и м о с т ь н а г р у з к и по

п ер ем ен н о м у

то к у .

 

И з

(7-9)

и

(7-10)

к о л л е к т о р н о е

н а п р я ж е н и е

в

р а б о ­

чей точке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UKP =

 

E

Ёп0

 

 

 

 

 

 

(7-11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

gn’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2giiô +

 

 

 

 

 

 

 

откуда

соп р о ти влен и е

н а гр у зк и

по

п о с т о я н н о м у

то к у ,

о п р ед ел яю щ ее н ак л о н с о о тв ет с тв у ю щ е й

 

н а г р у з о ч н о й

х ар актер и сти ки ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Яно —

 

(

ц т -

 

2 J

 

 

 

 

(7-12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з

(7-10)

и

(7-12)

то к

в

рабочей

то ч к е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

__

 

 

 

ЬдЕ — и т

 

 

 

 

 

(7-13)

 

 

 

 

 

 

 

к р “

*АЕ ~

2 и т

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г д е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U a

=

 

] /

2 P „ a R ,

 

 

 

 

 

(7-14)

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Um — ^A U кр-

 

 

 

 

 

 

(7 -1 5 )

П р и в ед ен н ы е

ф о р м у л ы

п о л н о стью

с п р а в е д л и в ы

т а к ­

ж е

д л я

к а с к а д а

 

с 'п о с л ед о в ате л ь н о й

О О С ,

с х е м а

к о т о ­

рого

и зо б р а ж е н а

 

н а

рис. 3-5,

в с л у ч а я х , к о г д а

R 'h ^ R 'o . c ,

и д л я

к а с к а д а

 

с н е п о с р ед с тв е н н о й

г а л ь в а н и ч е с к о й

связью ,

сх ем а

к о то р о го

и з о б р а ж е н а

н а

ри с.

5-10.

Е с л и

ж е

у сл о ви е

R 'n ^ R '0.с н е

в ы п о л н я е т с я , то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg а =

ag'o. с 4* gnu

 

 

 

 

 

(7-16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а уравнение д л я

(Укр

приним ает ви д :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Eg:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВО

 

 

 

 

 

(7-17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ёпо 4" glT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5*110

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 2а 4

g о.с

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(■

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

g 'о .с=

1/Я /о.с =

°о

(7 -17) с о в п а д а е т

с

(7 -1 1 ). Д л я

к а с к а д о в с

п а р а л л е л ь н о й

О О С

(см . сх е м у

ри с.

3 -4)

п р и ­

вед ен н ы е

ф о р м у л ы

с п р а в е д л и в ы ,

если

 

/ н = / к + / б « / к,

что

в ы п о л н я ет с я

в

п о д а в л я ю щ е м

б о л ь ш и н с тв е

с л у ч а е в

п р ак ти к и .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

у с и л и те л я , сх е м а к о то р о го

и з о б р а ж е н а

н а

рис. 5-11,

п р и

со еди н ен и и

т р а н з и с т о р о в ,

з а м е т н о

р а з ­

л и ч а ю щ и х ся

по

 

м о щ н о сти ,

н е о б х о д и м о

у ч и т ы в а т ь

т о к

180