Усилители постоянного тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция 10

Усилители постоянного тока

В схеме на рис. 2.16 транзистор для входного сигнала включен с общим эмиттером, а транзистор - с общей базой (то же самое можно сказать о транзисторах и для сигнала ) - отсюда название каскада: ОЭ-ОБ. Известны другие схемы каскадов, у которых первый транзистор плеча включен с общим коллектором, а второй - с общим эмиттером или с общей базой, причем входные транзисторы могут быть обычными или супербета (для них обязательно предусматривается защита). На рис. 2.17 в качестве примера приведена схема каскада ОК-ОБ с активной нагрузкой, построенной, в отличие от рассмотренной ранее (см. рис. 2.16), на трех транзисторах (), из которых два () образуют местную петлю отрицательной обратной связи (отметим, что любая из активных нагрузок может использоваться с любым балансным каскадом).

Размещено на http://www.allbest.ru/

В этой схеме каскада, кроме очевидного пути передачи входного сигнала (), имеет место путь, где на одном из участков сигнал передается из эмиттера в базу: ( ) . Подсчитав по каждому пути число участков база-коллектор, где сигнал инвертируется, можно видеть, что выходные сигналы плеч, вызванные одним из входных сигналов, суммируются на нагрузке, при этом сигнал с первого входа инвертируется, а со второго - нет:

;

.

В приведенных выражениях обозначено (с учетом идентичности плеч, включая транзисторы , а также резисторы и ):

.

Сопротивление нагрузки транзистора () небольшое (), что объясняется действием параллельной отрицательной обратной связи, образованной транзисторами и . Выражение для можно найти, воспользовавшись уравнением (2.11), где ; - входная проводимость транзистора (здесь, как и везде, предполагается, что ); - эквивалентное сопротивление в цепи эмиттера транзистора ; - выходная проводимость со стороны коллектора транзистора ; . В результате решения уравнения (2.11) получим

.

Сопротивления и оказывают влияние на коэффициенты усиления и не только в рассматриваемой схеме каскада ОК-ОБ, но и в других схемах каскадов на биполярных транзисторах. Поэтому, чтобы иметь одинаковые по модулю коэффициенты и , требуется выполнение условия . Если же , то выражения и , а также входного дифференциального сопротивления принимают вид

.

балансовый каскад транзистор сопротивление

Поскольку токи баз транзисторов и очень малые, базы питаются разностью токов генераторов и , так как затруднительно построить генератор стабильного тока низкого значения. Для защиты балансных каскадов от большого дифференциального сигнала на их входах устанавливаются диоды (транзисторы в диодном включении), ограничивающие максимальный входной дифференциальный сигнал (при нормальной работе диоды закрыты). На рис. 2.17 схема защиты состоит из диодов , и резисторов (вместо диода может использоваться связка из транзистора и диода, включенного между коллектором и базой транзистора).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Если требуется очень большое входное сопротивление, то балансные каскады строятся на полевых транзисторах (схемы таких каскадов на транзисторах с n-каналом приведены на рис. 2.18). В качестве генераторов тока используются как схемы на полевых транзисторах (рис. 2.18,а), так и на биполярных, а в качестве активной нагрузки - в основном схемы на биполярных транзисторах. Каскад ОИ-ОЗ по сравнению с каскадом ОИ имеет гораздо меньшую входную емкость (см. табл. 2.1), поскольку коэффициенты усиления транзисторов и в каскаде ОИ-ОЗ меньше единицы (-0,5). Резистивный делитель служит для задания постоянного напряжения на затворы транзисторов и . Аналогично строятся и каскады на МДП-транзисторах.

Выражения коэффициентов усиления каскадов на полевых транзисторах можно получить на основании выражения (2.4) и данных табл. 2.1 с учетом условий :

Частотные характеристики балансных каскадов показаны на рис. 2.2 (кривые 1); искажения в области верхних частот вызваны теми же причинами, что и в усилителях переменного тока.

Размещено на Allbest.ru