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

У гол

н а к л о н а

tg (p j ко м п ен сац и о н н о й х а р а к те р и с ти к и

со п р о ти в л е н и я т е р м о р е з и с т о р а ,

(прим еняем ого д л я с та б и ­

л и за ц и и

р а б о ч е й

то ч ки п ер во

го к а с к а д а , при котором

в за д а н н о м и н т е р в а л е п о л о ж и т е л ь н ы х те м п е р ат у р о б е с ­

п е ч и в а ет с я

т р е б у е м о е

 

п р и р а щ е н и е

то к а

к о л л е к то р а

А /и/,

м о ж е т б ы ть о п р е д е л е н с л ед у ю щ и м о б р а зо м .

 

 

 

 

 

И з

(5 -17)

и

(5 -18)

п р и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д4 о

°с

 

 

 

Kin

 

и

M i

 

 

 

 

 

/?,

-

10

tg Ф,

 

 

 

 

 

^DXOt

 

 

 

 

z в\020 °С

 

 

 

 

 

'nxof

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-60)

 

 

A

 

 

 

 

^к20 # С ( *

“ )

^к020 °С

 

 

 

 

(5 61)

 

 

(Л<20 °С +

д /к() ( | _ а) _ / к02ООС2(0.н -= )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Z BX0(

и

Z nx020 „с — со о тв етств ен н о

входн ое

сопоотивле»

ние

п ервого

к а с к а д а пои

текущ ей

тем пературе

и

при

тем ­

п ер ату р е -J- 20

°С .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з

(5 -16)

и

(5 -18)

сл ед у ет,

что

А

^

0.

6

то

ж е

в р е ­

мя

в

з а в и с и м о с т и

от

 

вел и ч и н ы

 

А /к< ток б азы

при

 

=,£1+20 °С

м о ж е т к а к

в о з р а с т а т ь ,

т а к

и у м ен ь ш аться . П о ­

я в л ен и е

о т р и ц а т е л ь н о г о з н а к а

в

(5-61) сви д етел ьств у ет

о то м ,

что

п р и

в ы б р ан н о м

ти п е

тр а н зи с то р а ,

рабочем

р е ж и м е

его

и

з а д а н н ы х у с л о в и я х

и сп о л ьзо ван и я

к а с к а д

с т р е б у е м о й

к о м п ен сац и о н н о й

х а р а к те р и с ти к о й не

м о ж ет

б ы ть р е а л и з о в а н .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И н т е р е с н о

то,

что

у с л о в и е А

>

0

и м еет

д в е

о б л асти

р е а л и зу е м о с т и :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч

" Р и

A m - c f 1 — а ) ::

/ к020-С

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- М

М

а

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.62)

 

2)

в

сл у чае,

к о гд а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А<20 »С (1

а) ^

4о20 *С

И 4(120 “С ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

( /к *

- с +

д 7 к<) а

-

■*) ■2 - ( м

' “ А

 

 

 

(5-63)

 

У сл о в и я,

вы паж енны е соотнош ениям и

(5-62)

и

(5-63),

п р и в о д я т

к

реш ениям,

пои

которы х

Di

1.

Д ей стви тел ь ­

но,

из

ф орм улы

(5-61)

пои

/ к020<>с ^> М

1 — а )

и

/ к020 оС Х

X 2 < » . » - a) M

/ K20ec +

A U ( i , - « )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£>t =

2 - '° - u

- 2).

 

 

 

 

 

(5-64)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

121

Т а к

как

D t

я в л я ется ф ун кц и ей от tgcpi, то м о ж е т б ы ть

устан овлен а

зави си м о сть

 

м еж д у

 

и t g ерь

а т а к ж е

величинам и

% с и sTX д л я

 

к а с к а д а ,

в к о т о р о м

с о п р о т и в ­

ление

эм иттер — кол л екто р

т р а н зи с т о р а

и с п о л ь з у е т с я

в качестве тер м о р ези сто р а.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То,

что т а к а я

зави си м о сть

и м еет

м есто ,

в и д н о из

рис. 5-4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И з приведенны й соотнош ений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M l

М уQOQ

 

вх-020 °С

1 о ^ ^

^

 

 

(5-65)

 

 

 

 

^0X01

 

 

 

С огласно

(5-18) и

(5-60)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ж 03оС=

(

-

^

l Q 'A ne4' - D t ) ( D t — I ) - 1

(5-66)

 

\

“ вх020 вС

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

И з

(5-30)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R*0 =

 

|2 Т|.1 0 - Д' te ъ

 

 

 

 

(5-67)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(10' ►,06Д_^ |

1 + 'вх020 °С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким

обоазом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я 20

 

 

 

 

1*г|

, JQ—Л/tg

ф|

 

 

 

 

 

 

 

 

^вх020 °С

 

 

 

 

 

(5-68)

21 °С

2вх020 °С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(I01’•a5A- i )

( i +

r

|2г|

- Л

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

^вхога

°с /

 

 

На

основе

(5-66)

и

(5-68) п осле

преобразований

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

ДГ —- « ° 1 -

 

 

 

 

 

 

t g ? , =

 

lg

^вх020 "С

 

 

 

(5-69)

 

 

h - t

 

NDt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гд е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

=

(Ю 0,05д —

1)

( 1 - f

j -

]ZA

V

 

(5-70)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

Zвх020 °С

/I *

 

 

 

 

 

 

 

P = r

J £ s L - Ю

, - 1 ) .

 

 

 

(5-71)

 

 

 

 

 

 

Лвх020 DC

 

 

 

 

 

 

 

 

В ели ч и н а D t

сущ ественно

за в и с и т

о т

о б р а т н о г о

т о к а

к о л л ек то р а

/ ко.

Д о п у с ти м а я

вел и ч и н а

э то го

т о к а ,

п ри

которой

р еал и зу ем

к а с к а д

с

тр еб у ем о й

т е р м о к о м п е н с а ­

ционной

х ар ак тер и сти к о й при

о д н о звен н о й

к о р р е к т и р у ю ­

щ ей схем е, из

(5-61)

и

(5-69)#

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

^

. Л<2о -с №* ~

1) +

Dtà !Kt

 

 

 

 

 

 

•'кодой'"'

 

(P _j_ l)[£)t .2(0,K -2) — IJ

*

 

 

В е л и ч и н а D t

м о ж е т

б ы ть р а с сч и та н а

п о п ри води м ой

н и ж е

ф о р м у л е

(5 -81)

т р и

вы п о л н ен и и

у сл о в и я

tg(pi<^;

< ;tg c p T, гд е q>r — у го л

н а к л о н а ко м п ен сац и о н н о й

х а р а к ­

те р и с ти к и те р м © р ези сто р а,

(П рим еняем ого в п р о ек ти р у е ­

м ом

к а с к а д е .

 

 

 

 

 

Е сл и к о р р е к т и р у ю щ и й

р ези сто р п о д к л ю ч ается

п а р а л ­

л ел ь н о т е р м о р е з и с т о р у , то д л я п о л у ч е н и я тр еб у ем о го

tg<pi с о г л а с н о

(5 -6)

со п р о ти в л ен и е

п ер во го м о ж е т бы ть

р а с сч и та н о по ф о р м у л е

 

 

 

 

 

 

 

 

1_ю 4Л<е v»

 

(5-73)

 

 

R u i- R - i Ю4/ fi

IqM^B fT

 

 

 

 

 

В с л у ч а е ,

к о гд а к о р р е к т и р у ю щ и й

р ези сто р

в к л ю ч а е т ­

ся п о с л е д о в а т е л ь н о

т е р м о э л е м е н ту ,

в е л и ч и н а

его

со п р о ­

ти в л ен и я с о г л а с н о (5 -4)

 

 

 

 

 

 

 

 

Юд м 6 f i _10AMg

 

 

 

 

 

 

 

 

--------•

 

(5-

П р и

р а с ч е т а х

по

ф о р м у л а м

(5-55) — (5-57)

в б о л ь ­

ш и н стве

с л у ч а е в

м о ж н о п р и н ять, что Z BX02

не

зави си т

от т е м п е р а т у р ы , т а к к а к в у с и л и те л я х р а с см а тр и в ае м о го

ти п а

о б я з а т е л ь н ы м

эл ем е н то м

вто р о го к а с к а д а

я в л я е тс я

р ези сто р R 'о.с (ом .

рис. 5 -1 0 ),

с п о м о щ ью

ко торого о б ес ­

п е ч и в а ет с я

п о д а ч а

н а к о л л е к т о р

т р а н зи с т о р а

первого

к а с к а д а н а п р я ж е н и я , н ео б х о д и м о го д л я со х р ан ен и я

в ы ­

со ки х у с и л и т е л ь н ы х

сво й ств

его.

 

 

 

 

В е л и ч и н а с о п р о т и в л е н и я

р е зи с то р а в

цепи

О О С

м о ­

ж е т

б ы ть

о п р е д е л е н а и сх о д я

из

у сл о ви й о б есп еч ен и я

тр е б у е м о го н а п р я ж е н и я н а к о л л е к т о р е т р а н зи с т о р а п е р ­

вого к а с к а д а . В это м с л у ч а е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пг

__

g2 (t/к,

^бг)

 

 

 

 

(5-75)

 

 

 

А о.с —

1j К2

1/ К02 *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г д е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

_ ,

7кг ( I аа) Люг

 

|

гэ

^

.

(5-76)

 

и <ь ^

-------------

-------------^ гб2

 

 

J

Т р е б у е м а я в е л и ч и н а н а п р я ж е н и я на к о л л е к то р е т р а н ­

зи с т о р а

.п р е д ы д у щ е го

к а с к а д а

м о ж е т

бы ть

 

о б есп еч ен а

т а к ж е

з а

сч ет

в в е д е н и я д о п о л н и тел ьн о го

см е щ е н и я

в ц еп ь

э м и т т е р а

п о сл ед у ю щ его

к а с к а д а . В

этом

с л у ч а е

с н и ж а е т с я к . л . д . у с и л и те л я , о д н ак о п о я в л я е т с я в о з м о ж ­ н ость п о с т р о е н и я м н о го к а с к а д н ы х у си л и тел ей с н еп о ­

средственны м

соединением

т р а н зи с то р о в

с м е ж н ы х

к а с к а ­

дов,

в которы х эф ф екти вн о

 

и сп о л ьзу ю тся

у с и л и т е л ь н ы е

свойства тр ан зи сторов .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С опротивление

р ези сто р а,

с к о то р о го

о б е с п е ч и в а е т с я

п одача

д о п о лн и тельн ого

см ещ ен и я

(н а

р и с .

5 -1 0

п о к а ­

зан

п ун кти ром ), м о ж е т б ы ть

(рассчи тан о

п о ф о р м у л е

 

 

 

 

 

( D

C

 

"

1

 

 

 

 

 

 

 

 

(5 -77)

где

t/'o .c — п ад ен и е

н а п р я ж е н и я

на

с о п р о ти в л е н и и

 

R '0.с.

С опротивление

р ези сто р а

 

в цепи

О О С

в д а н н о м

с л у ­

чае

м ож ет бы ть о п р ед ел ен о

 

и сходя

из

д о п у с т и м о й

 

в е л и ­

чины п отерь усиления:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

(1 -

 

О) {10“д а и

- 1

)

Z „ „ ,

 

 

(5-78)

гд е

к и =

201g y t ------- потери

усиления

 

по

н ап ряж ен и ю

при

последовательной

ООС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

со х р ан ен и я

вы со ки х

 

у си л и тел ьн ы х

с в о й с тв

 

т р а н ­

зи стора

п ервого -каскада

н еоб ходи м о,

ч то б ы

н а п р я ж е н и е

на

его

ко л л екто р е

 

£/Ki ^ 0 , 7 — 1

в. П о э т о м у

п о с л е

 

о п р е ­

деления

из (5-78)

вели чи н ы

 

R '0.Q н ео б х о д и м о

п р о и зв е с т и

поверочны й расчет по ф о р м у л е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ /« ,= £ /« , +

 

l a = Z a s

 

 

 

 

 

 

(5 -78а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т р еб у ем ая

вели чи н а

UKi

 

м о ж е т

б ы ть

о б е с п е ч е н а

т а к ­

ж е

при

вклю чении

в

цеп ь

б азы

п о с л е д у ю щ е го

к а с к а д а

резистора

Re

(на

р и с . 5-10

п о к а з а н

п у н к т и р о м ). В

д а н ­

ном вар и ан те:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вы ходной

к а с к а д

м енее

 

ч у в ств и тел ен

к

и зм е н е н и я м

сопротивления R dKi о т тем п ер ату р ы , ч то

о с о б е н н о

 

с у щ е ­

ствен н о

п р и п ри м ен ен и и

в

 

п ер во м

и в т о р о м

к а с к а д а х

тр ан зи сто р о в оди н аковой м ощ ности;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о б есп еч и вается

 

и звестн ая с в о б о д а

п р и

в ы б о р е

 

р а б о ­

чего р еж и м а

первого

к а с к а д а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

УСЛОВИИ, ЧТО Д‘/ К21 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re

 

 

x i4 v HI

 

'ВХ02*

 

 

 

 

(5-79)

 

 

 

/я02 [2 (°.w -2 ,_ ij

 

 

 

 

 

гд е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1 — (1 +

5,) • 10 4“ s ,W l.

 

 

 

 

(5-80)

В е л и ч и н а п р и р а щ е н и я то к а к о л л е к т о р а тр а н зи с то р а

п ер во го

к а с к а д а

N IKt т р и

и звестн о м

у гл е н а к л о н а

к о м ­

п ен сац и о н н о й х а р а к т е р и с т и к и

п р и м ен яем о го

т е р м о р е зи ­

сто р а

( tg c p i= tg c p T)

м о ж е т

б ы ть о п р е д ел е н а

из

соотн о ­

ш ений, п о л у ч е н н ы х

н а о сн о в е

(5 -69)

и

(5 -6 1 ):

 

 

 

D t =

N

^вхоt

 

&1

 

л м о At tg «Pi

\ Ч

 

 

 

 

"вх020 °С

 

'ВХ020 ?

) (

 

 

2вх020 °С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-81)

 

д / Ht

/км

«с<1 -

“)

+

/«020 •cD t [2C.H -.J_JJ

 

' к20 вС

 

 

 

^*/«20“с(1

— а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-82)

В

у с и л и т е л я х

с

н еп о ср ед ств ен н о й

св я зью

м еж д у

к а с ­

к а д а м и

д л я о б е сп е ч ен и я

вы сокой

стаб и л ьн о сти

п о с л е ­

д у ю щ его , к а к п р а в и л о ,

б о л ее

м о щ н о го к а с к а д а

необхо-

с отрицательной обратной связью и термо­

компенсацией.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д и м о д о п у с ти ть

н е к о то р у ю

н естаб и л ь н о сть

р аб о чей

точки

в -п ред ы дущ ем

к а с к а д е .

Э то

м о ж е т

бы ть

эф ф ек ти в н о

•и сп ользован о

д л я

с о к р а щ е н и я

ч и сл а

эл ем е н то в , о б есп е ­

ч и в а ю щ и х

с т а б и л и з а ц и ю

р аб о ч его

р е ж и м а

у с и л и тел я на

п о сто я н н о м

то к е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а к , н а п р и м е р ,

это р е а л и з у е т с я в

у си л и тел е, в

к о то ­

ром с т а б и л и з а ц и я

р а б о ч е й

то ч ки

п ер во го

к а с к а д а

о б е с ­

п е ч и в а е т с я

з а

с ч е т

п а р а л л е л ь н о й

О О С ,

а

вто р о й к а с к а д

с т а б и л и з и р у е т с я

к о м б и н и р о в а н н ы м способом

(рис.

5 -1 1 ).

В т а к о м

у с и л и те л е

к о л л е к то р н ы й

ток

т р а н зи с т о р а

п ер в о го к а с к а д а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ К1 — Sj

 

 

 

«1

Г

Е

/«г (1

 

аа) ■

/ К02 |

(5-83)

 

 

,

, Я"о.о I

Я'а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

R'э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П ри ращ ен и е

то ка

Дh a

в

цепи

к о л л е к т о р а

т р а н з и с т о ­

ра

первого

к а с к а д а

при

и звестн о й

в е л и ч и н е

к о э ф ф и ­

циента

 

реж им ной

н естаб и льн о сти

si,

у ч и т ы в а я ,

что

в

исследуем ом

к а с к а д е ^2o=i^2« =

°o

и

D t =

1,

с о г л а с н о

(5-61)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A /Kt =

! К^ ° ° С- [2(0' и - а ) — 1].

 

 

 

(5-84)

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Otj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У равн ен и е (5-61)

не со д ер ж и т

с о с т а в л я ю щ и х ,

х а р а к ­

теризую щ их

стаб и л ьн о сть

 

р аб о ч его

р е ж и м а

к а с к а д а .

П оэтом у

в ф о р м у л е

 

(5-84)

член

 

 

 

п р е д с т а в л я е т

"

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

собой

м ак си м альн о

во зм о ж н о е

зн ач ен и е

к о э ф ф и ц и е н ­

та

si.

С л ед о вател ьн о ,

д л я

с та б и л и зи р о в а н н о го

 

к а с к а д а

 

 

 

 

 

 

ДAct—

 

hк020 вС [2<0 .К -!

- 1 ] .

 

 

 

(5-85)

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

» ___________ è lü _______

 

 

 

 

(5-86)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^к020 eC 12t0»1 * ~а)

1]

 

 

 

 

 

 

 

П риведенны е

ф о р м у л ы

 

п о зв о л я ю т

р а с с ч и т а т ь

т р е ­

буемый

угол

н акл о н а

ко м п ен сац и о н н о й

х а р а к т е р и с т и к и

tgq>3Ki

сопротивления

 

эм и ттер — к о л л е к т о р

т р а н з и с т о р а

первого

к а с к а д а

при

п р и р ащ ен и и

то к а

к о л л е к т о р а ,

р а п ­

ном

AIKt, а след о вател ьн о ,

о п р ед ел и ть н е о б х о д и м о е и з м е ­

нение

R m

в

зад ан н о м

и н те р в ал е

т е м п е р а т у р .

 

 

 

 

С опротивление

р ези сто р а

R 'з м о ж е т

б ы т ь

р а с с ч и т а н о

по ф орм уле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a, ( E - U

Ki)

 

 

 

 

 

(5-87)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лн 4"

а^

 

(1

агКк2

^к01 4"

а2

Лю2

^

 

 

 

’ П ри

известны х

зн ач ен и ях Я 'з

и ДЛн

и з а д а н н о й

м а к ­

си м альн ой

 

рабочей

 

те м п е р ат у р е

по

ф о р м у л е

(5 -8 6 )

м ож но

 

рассч и тать

величину

к о эф ф и ц и е н та

Si,

п р и к о т о ­

рой

обесп ечи вается

 

тр е б у е м а я с т а б и л ь н о с т ь

 

р а б о ч е й

точки

второго к аск ад а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В еличина

со п роти влен и я

р е зи с то р а

R " 0.c

в

ц е п и

п а ­

р ал л ел ьн о й О О С м о ж ет бы ть р а с с ч и т а н а но ф о р м у л е

(4 -7 а ). С л ед у ет

учесть,

что

в д ан н о м

с л у ч а е к ' з —R u i.

 

П оверочны й

расчет

ко л л ек то р н о го

т о к а т р а н з и с т о р а

/„1

п ервого к а с к а д а

и

ко эф ф и ц и ен та

его

р е ж и м н о й н е ­

стаб и льн ости

Si

м о ж ет

бы ть

п р о и зв ед ен

с о о т в е т с т в е н н о

по

ф о р м у л а м

(5-83)

и (4 -5 ).

 

 

 

 

М н о г о к а с к а д н ы е

 

у си л и тел и

с

н еп осред ствен н ой

с в я зью .

Р а с ч е т р а б о ч е го

р е ж и м а

м н о го к аск ад н ы х

уси ­

л и те л е й

с н еп о ср ед ств ен н о й

с в я зью сл ед у ет

п р о и зв о д и ть

при

п о с л е д о в а т е л ь н о м

о б х о д е к а с к а д о в .

 

 

 

 

 

В о б щ е м с л у ч а е то к к о л л е к т о р а тр а н зи с то р н о го /-го

к а с к а д а n -к а с к а д н о г о

у с и л и те л я ,

у ч и ты в а я ,

что

в

р а с ­

с м а т р и в а е м ы х

с х е м а х

t / K( j- i) «

о п р е д ел я е тс я

соотн о ­

ш ен и ям и :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИЛИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ Kj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) 7KOj.

(5-89)

 

А б с о л ю т н о е зн а ч е н и е п р и р а щ е н и я то к а к о л л ек то р а

/-го к а с к а д а м о ж е т б ы ть р а с сч и та н о по ф о р м у л е

 

 

 

 

д / «/£ = л / «. п ' / с „ + л / « , п 'л : „ + • • • +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1—р

 

 

 

 

 

(5-90)

 

 

 

 

" Ь ^ к р

\ \ _ К 1р

- j - д/„$ ,

 

 

гд е Д /ю- — п р и р а щ е н и е то к а к о л л е к т о р а , о п р ед ел я ем о е

со б ствен н о й н е с та б и л ь н о с т ь ю

/-го

к а с к а д а .

 

 

 

 

 

О т н о с и т е л ь н а я

вел и ч и н а

п р и р а щ е н и я ко л л ек то р н о го

то к а п ри

это м

со с та в и т:

 

 

 

 

 

 

 

 

SK/s = 8Ki П

к п +

8 к г П ^ «

 

°крП

 

••• +

8KJ’

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5-91)

гд е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

Д/К /S

h 8 k j _

 

h j

 

 

(5-92)

 

 

 

 

K' s

 

 

h i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б о л ь ш о е

к о л и ч ество

п р а к ти ч е с к и х схем

у си л и тел ей

с н е п о с р ед с тв е н н о й

с в я зь ю

р а с см о тр е н о

в

[Л .

46.,

64,

83,

95].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е а л и з а ц и я

к а с к а д о в

с тер м о к о м п е н с а ц и е й . К а с к а д ы

с т е р м о к о м п е н с а ц и е й

 

и м ею т

р я д

сп ец и ф и ч еск и х

о со б ен ­

н остей :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

П р и

с т а б и л и з а ц и и

р а б о ч е й

точки

с

п ом ощ ью тер -

м о р ези с т о р о в

 

п о с л ед н и е

д о л ж н ы

о б л а д а т ь

та к о й

ж е

тепловой

инерционностью ,

 

к а к

и

т р а н з и с т о р ы ,

 

п р и м е ­

няемы е

в

усилительны х

к а с к а д а х .

В п р о т и в н о м

 

с л у ч а е

терм орезистор

не

б удет

р е а г и р о в а т ь

н а к о л е б а н и я

т е м ­

пературы

одноврем енно

с тр а н зи с т о р о м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно

эк сп ер и м ен тал ьн ы м

д а н н ы м

к а с к а д ы

 

на

малом ощ ны х

 

тр ан зи сто р ах

ти п о в

М П 13— М П 16

м огут

быть

стаби л и зи р о ван ы

с

п о м о щ ью

д и о д о в

т и н а

Д 7

и

термисторов типов М М Т-1

и Т О С -М .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я

стаби ли зац и и

к а с к а д о в

н а

т р а н з и с т о р а х

П 201

могут

 

быть

и сп ользован ы

 

т е р м и с то р ы

 

т и п о в

 

М М Т -8

и М М Т-9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П ри

осущ ествлении

с та б и л и за ц и и

р а б о ч е г о

 

р е ж и м а

последую щ его

к а с к а д а

у си л и тел я

з а

сч ет

р -п п е р е х о д а

транзистора

п ред ы д ущ его

 

к а с к а д а

м о гу т

б ы т ь

 

п р и м е ­

нены

следую щ ие

со четан и я

 

п ар

т р а н з и с т о р о в :

 

М П 13

(М П 14— М П 16) — П 2 0 1 ,

П 2 0 1 — П 2 0 1 ,

П 2 0 1 — П 4 ,

П 4 —

П 4

и т. п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Т ерм орези сторы

 

им ею т

су щ е ст в е н н ы й

п р о и з в о д ­

ственный

р азб р о с

п а р а м е т р о в

и

'м ен ьш и й

по

с р а в н е н и ю

с тран зи сто р ам и

и д и о д ам и

срок

с л у ж б ы .

В м е с т е

с

тем

они о б л ад аю т

д вусторон н ей

 

п р о в о д и м о с ть ю

и

 

п о это м у

во

многих схем ах

не

м огут

бы ть

з а м е н е н ы п о л у п р о в о д ­

никовы ми

п р и б о р ам и

с

о д н о сто р о н н ей

п р о в о д и м о с т ь ю .

В частности,

д л я

того,

чтобы

 

при

п а р а л л е л ь н о м

 

п о д к л ю ­

чении

ко

входу к а с к а д а

д и од ы н е

в н о с и л и з а м е т н ы х

и с ­

каж ен и й ,

они

д о л ж н ы

 

п р и м ен я т ьс я

в

з а к р ы т о м

 

с о с т о я ­

нии.

В

тако м

р еж и м е

их

ц е л е с о о б р а зн о

и с п о л ь з о в а т ь

в усилительны х к а с к а д а х

 

с

м а л ы м и у р о в н я м и

в х о д н о го

' си гн ала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

случаях,

к о гд а

 

те р м о к о м п е н с н р у ю щ и е

 

ц е п о ч к и

вклю чаю тся

п о сл ед о вательн о

 

в х о д у

м а л о м о щ н ы х

к а с к а ­

дов, диоды

д о л ж н ы и сп о л ь зо в а ть ся

в

о т к р ы т о м

с о с т о я ­

нии. В

тако м

р еж и м е

п р о и сх о д и т

и зв е с т н а я н и в е л и р о в к а

сопроти влен и я ди одов и в

 

м ен ьш ей

с те п е н и с к а з ы в а е т с я

п роизводственны й р а зб р о с

их

п а р а м е т р о в . П 'ри

с т а б и л и ­

зац и и

 

м ощ ны х

д ву х так тн ы х

 

у с и л и т е л ь н ы х

к а с к а д о в ,

им ею щ их

низкое

входн ое

с о п р о ти в л ен и е,

п о те р и

 

с и г н а л а

во входн ы х ц еп ях п р и

п р и м ен ен и и

д и о д о в

м о г у т .о к а з а т ь ­

ся

недопустим о больш и м и . П о это й

п р и ч и н е в н и х

д о л ж ­

ны

п р и м ен яться

со п р о ти влен и я

с

д в у с т о р о н н е й

 

п р о в о ­

дим остью ти п а терм и сторов .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

П р и н еп осредствен н ом

 

с о ед и н ен и и

т р а н з и с т о р о в

см еж н ы х

к а с к а д о в , су щ ествен н о

о т л и ч а ю щ и х с я

 

по

м о щ ­

ности,

те м п ер ату р н ая

с т а б и л и за ц и я

о п и с а н н ы м

 

м ето д о м

ие в с е гд а о с у щ е ст в и м

а . Э то о б у сл о в л ен о гем, что при

р е гу л и р о в к а

с м е щ е н и я на б а з е т р а н зи с т о р а

б о л ее м о щ н о го к а с к а д а з а с ч е т и зм ен ен и я то к а 7h-i о к а ­

з ы в а е т с я

н ед о стато ч н о й

д л

я с та б и л и за ц и и

р аб о чего

р е ж и м а

м о щ н о го

к а с к а д а .

В

ч астн о сти , п о д о б н о е

я в л е ­

н и е 'и м еет м есто

п ри н еп о ср ед ств ен н о м

соеди н ен и и

т р а н ­

зи с т о р о в ти п о в М П 13 и П 4 д а ж е т р и s =

у— ^ ,

У си ли тели

с н е п о с р ед с тв е н н ы м со ед и н ен и ем с м еж н ы х к а с к а д о в х а ­ р а к т е р и з у ю т с я м ен ьш и м и п о т е р я м и п а с та б и л и за ц и ю р а ­

бо чего ^реж им а п о

ср ав н ен и ю

с д р у ги м и ти п ам и у с и л и т е ­

л ей

б л а г о д а р я

со вм ещ ен и ю

ф у н кц и й

п о тен ц и о м етр а

с м е щ е н и я и с о п р о ти в л е н и я н а гр у зк и п р е д ы д у щ его

к а с ­

к а д а

и п р и м ен е н и ю тер м о к о м п ен си р у ю щ и х

ц еп о ч ек

с м а ­

л ы м п о тр е б л е н и ем эн ер ги и .

 

 

 

О т с у тс тв и е м е ж к а с к а д н ы х со е д и н и те л ь н ы х э л ем е н то в п о з в о л я е т л е гк о п о л у ч и ть ш и р о к у ю п о л о су у с и л и в а е м ы х ч а с т о т (Л . 49], а п р и со о тв етству ю щ ем в ы б о р е р аб о ч его р е ж и м а к а с к а д о в и с п о л ь зо в а т ь их т а к ж е в к а ч е с т в е у с и ­

л и т е л е й п о с то я н н о го то к а .

 

И з в е с т н ы е п р е и м у щ е с тв а в ч ас т и

п о вы ш ен и я с т а ­

б и л ь н о с ти р а б о ч е го р е ж и м а у с и л и те л я

с н еп о ср ед ств ен ­

н ы м со ед и н ен и ем к а с к а д о в д а е т ч ер е д о в а н и е к а с к а д о в

с о б щ и м

э м и т т е р о м

и об щ и м к о л л е к т о р о м 1[Л. 83].

5-3.

УСИЛИТЕЛИ С ВЗАИМОЗАВИСИМЫМ СМЕЩЕНИЕМ

Т о о б с т о я т е л ь с т в о ,

что и зм ен ен и я

то к о в в ц е п я х

к о л л е к ­

т о р о в т р а н з и с т о р о в

к а с к а д о в с .н

еп осредствен н ы

м со ед и ­

н ен и ем и м е ю т п р о ти в о п о л о ж н ы е зн а к и , п о зв о л я е т со з­ д а т ь у с и л и т е л ь , о сн о ван н ы й н а п р и н ц и п е взаи м н о й к о м ­ п е н с а ц и и и зм е н е н и й р а б о ч и х р е ж и м о в к а ж д о г о из к а с ­ к а д о в .

С х е м а та к о го у с и л и те л я п р е д с т а в л е н а н а рис. 5-12. О т л и ч и т е л ь н ы м св о й с тв а м э то й сх ем ы я в л я е т с я в за и м н а я

за в и с и м о с т ь ц е п е й

см ещ ен и я

т р а н зи с т о р о в

соеди н ен н ы х

м е ж д у с о б о й к а с к а д о в .

 

 

 

М о ж н о

п о к а з а т ь ,

что а н а л и зи р у е м ы й

у с и л и тел ь, если

р а с с м а т р и в а т ь

его

с

п о зи ц и й

о б щ е п р и н я ты х

п р е д с т а в л е ­

ний [Л .

9,

10],

н е о б л а д а е т

п р и з н а к а м и

с т а б и л и за ц и и

р а б о ч е г о

р е ж и м а н а

п о сто я н н о м то к е.

 

 

Д л я с х е м ы

рис. 5-12

 

 

 

/'o .c tf 'o .c ^ /e i (^?2 + -^BX0i) •

Т а к к а к обы чно / ' 0.c = A)i + ^ci~ /y2, то

 

(5-93)

П р о д и ф ф ер ен ц и р о вав (5-93)

по т е м п е р а т у р е I при

зад ан н о м зн ачен и и At, п олучим

с л ед у ю щ у ю з а в и с и м о с т ь

Рис. 5-! 2. Усилитель с взаимозависимым сме­ щением.

м еж д у

ко эф ф и ц и ен там и р еж и м н о й н е с та б и л ь н о ст и п е р ­

вого s 'i

и второго s '2 к а с к а д о в :

И з (5-94)

видно,

что

абсолю тн ая с та б и л ьн о с ть

s 'a = 1

рабочей

точки

второго

к а с к а д а

во зм о ж н а

то л ьк о

при

полной

дестабилизации

рабочего

реж им а

п ер во го

к а с к а д а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч то в р а с с м а т р и в а е ­

мой

схем е

 

ф и зи чески

н ео су щ естви м о ,

т а к

к а к

в

этом

сл у ч ае tgcp3Ki « 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

то

ж е

в р ем я

сх ем а,

и з о б р а ж е н н а я

н а

ри с.

5-12, сп о ­

собн а об есп ечи ть

вы со ку ю

с т а б и л ь н о с т ь

р а б о ч е й

то ч к и

к а ж д о го из

к а с к а д о в ,

если

п о с та в и ть

ее

в

р е ж и м

д и н а ­

м и ческого

р авн о в еси я,

к о гд а

л ю б о е

и зм е н е н и е

т о к а

в цепи

к о л л е к т о р а

т р а н зи с т о р а п е р в о го

к а с к а д а

б у д ет

в ы зы в ат ь

со о тв етству ю щ ее

и зм ен ен и е,

но

с

о б р а т н ы м

зн а к о м ,

т о к а в

цепи

б азы

т р а н з и с т о р а

э то го ж е к а с к а д а .

Р а с с м о т р и м

у сл о ви я,

при к о то р ы х

это м о ж н о

о с у щ е ­

стви ть. Д л я

схем ы ,

и зо б р а ж е н н о й н а

р и с .

5 -12,

 

 

 

 

 

£ — (Д г— 16i) R 'q .c — (/« 1 + /б ?)

 

 

 

 

 

(5 -9 5 )

J3P