электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 
Главная / Электронные приборы / Транзисторные усилители / Усилители постоянного тока на транзисторах

Усилители постоянного тока на транзисторах

Назначение усилителей постоянного тока на транзисторах то же, что и подобных усилителей, выполненных на электронных лампах.

Рассмотрим особенности построения схем усилителей постоянного тока на транзисторах (УПТ), связанные с обеспечением их работы и уменьшением нестабильности (дрейфа) выходного тока при отсутствии входного сигнала. Последнее обстоятельство в транзисторных УПТ приобретает особо важное значение вследствие резко выраженного влияния на параметры транзисторов изменений окружающей температуры.

Отклонения коллекторного тока ΔIк зависят от изменений обратного тока коллектора ΔIк.о, напряжения смещения ΔUбэ, коэффициента усиления по току Δβ и сопротивления коллекторного перехода Δrк (сопротивление rк влияет на коэффициент передачи базового тока, а значит, и на усилительные свойства каскада).

Наличие отрицательной обратной связи не позволяет получить от одного каскада значительного усиления. Поэтому УПТ обычно бывают многокаскадными и, кроме того, в них используется взаимная компенсация дрейфа.

На рис. 190, а приведена схема двухкаскадного усилителя постоянного тока на транзисторах. Делитель R4—R5 предотвращает прохождение постоянного тока через источник сигнала — генератор с э. д. с. Eг. Если падения напряжений на сопротивлениях R2 и R5 равны между собой, то потенциалы в точках а и б одинаковы и ток на участке аб отсутствует.

Рис. 190. Схемы транзисторных усилителей постоянного тока: а — двухкаскадная; б — двухтактного, параллельно-балластного каскада.

Потенциалы коллектора и эмиттера транзистора Т2 должны быть больше соответствующих потенциалов транзистора T1. Это возможно при выполнении условии Rк>R'к и R'э >Rэ. Однако увеличение сопротивления R'э при одновременном уменьшении сопротивления R'к приведет к снижению усиления, так как коэффициент усиления каскада УПТ определяется приближенным   равенством

Следует заметить, что в последнем каскаде усилителя постоянного тока на транзисторах, где сопротивление Rк минимально, должно быть обеспечено усиление, т. е. должно выполняться   условие Rк>Rэ.

В схему введены балластные сопротивления R3 и R'3, с помощью которых устанавливаются необходимые потенциалы эмиттеров обоих транзисторов при соответствующих значениях сопротивлений Rэ и R'э, обеспечивающих заданное усиление. Делитель, состоящий из сопротивлений R6—R7 и диода Д2, служит для компенсации начального напряжения на нагрузке при отсутствии сигнала на входе усилителя и обеспечивает в режиме покоя равенство потенциалов в точках в и г.

С повышением температуры увеличивается коллекторный ток транзистора T1, падение напряжения на сопротивлении Rк возрастает и на входе второго каскада появляется сигнал положительной полярности, который запирает транзистор Т2. При этом увеличения коллекторного тока второго транзистора, вследствие повышения температуры, не наблюдается, т. е. происходит взаимная компенсация температурного дрейфа коллекторного тока.

Диод Д1 вместе с переменным сопротивлением Rп шунтируют сопротивление Rк. С повышением температуры сопротивление этого диода и шунтирующее действие его увеличиваются. Это уменьшает увеличение выходного напряжения на транзисторе T1, появляющееся вследствие температурных влияний. С понижением температуры шунтирующее действие диода Д1 уменьшается. В этом случае диод Д2 в плече делителя R6-R7 компенсирует изменение напряжения на коллекторе транзистора Т2 (ΔUк), которое может появиться из-за неполной взаимной температурной компенсации между транзисторами Т1 и Т2. Кроме диодов для термокомпенсации можно использовать также и термисторы.

Широкое распространение находят двухтактные, параллельно-балластные транзисторные каскады УПТ (рис. 190, б). Двухтактные усилители постоянного тока на транзисторах обладают большим коэффициентом усиления, чем однотактные, и большей стабильностью выходного напряжения при отсутствии сигнала. При идентичности транзисторов Т1 и T2 и равенстве их коллекторных сопротивлений (Rк = Rк) будут одинаковы токи и потенциалы коллекторов обоих транзисторов, а следовательно, Uвых = 0. Практически в схеме всегда имеется некоторая асимметрия, что приводит к появлению на выходе напряжения Uвых ≠ 0. Поэтому в схему введено переменное сопротивление R0, изменяя положение движка которого, можно добиться, чтобы при разных коллекторных токах Iк и I'к (при наличии асимметрии) выполнялось равенство Iк (Rк + Rп) = I'к(Rк + R'п) и тогда Uвых будет равно нулю.

Дрейф выходного напряжения в рассматриваемой схеме не будет проявляться только в том случае, если изменения токов коллекторов в транзисторах Т1 и T2 из-за температурных влияний будут одинаковы, что практически не всегда  имеет место.  Поэтому,  изменяя  величины  R2 и R'2, удается обеспечить равенство изменений этих токов в сравнительно широком температурном диапазоне.

Если на вход поступает сигнал полярности, указанной на рис. 190, б, то ток Iк коллектора транзистора Т1 уменьшится, а ток коллектора транзистора Т2 увеличится. На выходе появится сигнал (плюс на коллекторе Т2 и минус на коллекторе T1). При изменении полярности входного сигнала меняется полярность сигнала на выходе.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр