Безтрансформаторный каскад усиления мощности

Безтрансформаторные каскады обладают меньшими массогабаритными параметрами, в них отсутствуют линейные и нелинейные искажения за счет трансформатора.

1) Схема на комплементарных транзисторах.

Транзистор  - n-p-n типа,  - p-n-p типа, инверсный каскад не требуется. Транзистор  открывается положительной полуволной, транзистор  - отрицательной, инверсия фазы происходит в самом каскаде. Транзисторы работают в режиме В. По постоянному току транзисторы включены последовательно, по отношению к сопротивлению нагрузки Rн - параллельно, это позволяет выбирать величину нагрузки, необходимую для согласования с транзисторами. Недостаток схемы – наличие внутренней точки для подачи входного сигнала, два источника сигнала..

Транзисторы включены по схеме с общим коллектором, и схема представляет собой комплементарный эмиттерный повторитель.

Если смещение на базах транзистора отсутствует, то амплитудная характеристика нелинейная. Для устранения нелинейности на базы подают небольшой ток смещения.

2) Схема с цепью смещения. ДиодыVD1,VD2задают смещение порядка 0,7 B, смещение между базами составляет примерно 1,4 B. СопротивленияR1,R2 задают ток смещения Iсм.

Вместо диодов могут быть включены термисторы. Диоды устанавливаются на радиаторы транзисторов, выполняя, таким образом, функцию термокомпенсации.

3) Схема на составных комплементарных транзисторах.

Применяется для увеличения коэффициента усиления и увеличения входного сопротивления. На сопротивленияхR1,R2 задают падение

напряжения по 0,4 B. Напряжение на базо-эмиттерных переходах транзисторовVT1, VT2 , тогда смещение между базами транзисторов VT1, VT2 составляет(0,7+0,4)2=2,2 B.Выходные транзисторы VT3, VT4находятся в запертом состоянии, на их базах по 0,4 B, открываются они только сигналом большой амплитуды. При больших мощностях трудно подобрать комплементарную пару, поэтому часто используют выходные транзисторы одинаковой проводимости.

4) Квазикомплементарная схема.

На сопротивлениях R1, R2 задают падение напряжения по0,4 B. Смещение между базами транзисторовVT1, VT2составляет 0,7*2+0,4=1,8 B. Транзисторы VT3, VT4 одинаковой проводимости, но составные пары имеют разную проводимость, так как она определяется проводимостью входных транзисторов.При симметрии плеч через сопротивление нагрузки не протекает постоянный ток, нагрузку можно подключить через разделительный конденсатор и использовать несимметричный источник питания.

5) Квазикомплементарная схема с несимметричным источником питания.

Разделительный конденсатор Cp большой емкости (500-1000 мкФ). Такая емкость необходима при малом сопротивлении нагрузки, чтобы обеспечить искажения не больше заданных. Во время работы VT3 Cp заряжается. При закрытом транзисторе VT3 напряжение на Cp является напряжением питания для транзистораVT4, через который он разряжается. Переменные токи обоих плеч суммируются в фазе. Наличие разделительного конденсатора Cp усложняет конструкцию, но защищает сопротивление нагрузки от тока короткого замыкания в случае пробоя транзисторов, упрощает конструкцию источника питания.

Пара транзисторов VT1, VT3 образуют составной транзистор n-p-n типа, включенный по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель).

Пара транзисторов VT2, VT4 образуют два каскада с общим эмиттером. Выходное напряжение каскада включено в цепь эмиттера транзистора VT2, образуя глубокую последовательную отрицательную связь по напряжению, из-за чего плечо имеет высокое входное, низкое выходное сопротивления, фаза напряжения не поворачивается, коэффициент усиления по напряжению близок к единице, то есть плечо обладает свойствами схемы с общим коллектором, таким образом, достигается симметрия плеч.

Литература:

1. В.Майоров, С.Майоров - Усилительные устройства на лампах, транзисторах и микросхемах

2. Расчет схем на транзисторах. Пер. с англ. – М.: Энергия, 1969

3. Цыкин Г. С. Электронные усилители – М.: Связь, 1965

4. Ксояцкас А. А. Основы радиоэлектроники – М.: В. Ш., 1988