тельно меньше сопротивления постоянному току (см. рис. 2-22), поэтому использование диода позволяет усилить связь между базами транзисторов.

При расчете каскада с дополнительной симметрией роль сопротивления Ra (рис. 12-9) играет сопротивление Rg. Поскольку отсутствие трансформатора не позволяет искусственно увеличить сопротивление нагрузки, транзисторы работают с большими токами, чем в обычном трансформаторном каскаде. Однако еще более существенное различие касается входных характеристик: по оси абсцисс на рис. 12-11 и 12-12, б следует откладывать не напряжение t/g. а напряжение Us + + I,R , поскольку потенциал эмиттера меняется вместе с потенциалом базы. Порядок перестройки входных характеристик показан на рис. 12-14. Перестроенные ( динамические ) характеристики позволяют оценить методом пяти ординат [134] входную мощность и нелинейные искажения. В данном случае к. п: д. коллекторной цепи т) совпадает с к. п. д. каскада в целом, поскольку отсутствуют потери в выходном трансформаторе и в цепи смещения.

Is1P)(IiS1+Iho)

Рис. 12-14. Методика построения одной из точек динамической входной характеристики.

Глава тринадцатая УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

13-1. ВВЕДЕНИЕ . .

При разработке усилителей постоянного тока приходится ре-, шать две основные проблемы: согласование потенциалов в.разных частях схемы и уменьшение нестабильности (дрейфа) выходного напряжения или тока в отсутствие сигнала.

, Сначала остановимся на вопросах связи каскада с источником сигнала (рис. 13-1). Поскольку резистор R является необходимым компонентом схемы [для стабилизации режима (см. гл. 6), а часто и для повышения входного сопротивления], то потенциал эмиттера и близкий к нему потенциал базы должны иметь определенное значение, отличное от нуля. С этой целью, на рис. 13-1, а в цепь источника сигнала введена э. д. с. (ее можно осуществить с помощью делителя или полупроводникового стабилитрона, как показано пунктиром). Однако в такой схеме через источник сигнала будет протекать постоянная составляющая тока - ток покоя базы, что часто нежелательно. Для того чтобы избежать тОка через источник сигнала, можно задать потенциал базы U(,q с помощью делителя

(рис. 13-1, б), а для компенсации тока через источник сигнала использовать 9. д. с. Еб = f6c- Если один из полюсов источника сигнала должен быть заземлен, то вход каскада можно выполнить по схеме, показанной иа рис. 13-1, в где используется второй источник питания Ек положительной полярности

Тот же рис. 13-1 иллюстрирует способы согласования каскада с нагрузкой. На рис. 13-1, с и б в цепь нагрузки введена э д. с. £ , которая компенсирует коллекторный потенциал в режиме покоя {Uka) и тем самым предотвращает протекание тока через нагрузку в отсутствие сигнала; э. д. с. Е может быть получена теми же способами, что и Е. Во всех схемах заземление нагрузки возможно только при использовании подвешенного источника компенсирующего смещения (рис. 13-1, е).

Рис. 13-1. Варианты согласования потенциальных уровней источника сигнала,

нагрузки и каскада.

а - схема с заземленными источниками смещения; б - схема о заземленными источ-винами смещения и делителем в цепи базы; в - схема с двумя источниками пнтаннн и ваземленными источником сигнала и нагрузкой.

В дальнейшем вопросы согласования каскада с источником сигнала и нагрузкой будем опускать, считая, что они решаются одним из описанных способов, и на схемах не будем показывать элементы Е Ri и R .

Проблема стабильности в транзисторных усилителях постоянного тока имеет свою специфику по сравнению с проблемой дрейфа в ламповых схемах. Это объясняется тем, что на положение рабочей точки помимо хаотических колебаний напряжения источников питания и хаотической ползучести параметров влияет еще и температура. Температурная зависимость характеристик и параметров, несмотря на индивидуальный количественный разброс у отдельных транзисторов, подчиняется определенным законам, которые были рассмотрены в гл. 2 и 4. Поэтому температурный дрейф в отличие от временной ползучести может бьпъ в значительной степени уменьшен схемным путем. Прежде чем рассмотреть эти схемы, остановимся на количественной оценке температурного дрейфа.

* Значение э. д. с. и в целом параметры входной цепи рассчитывают из условия 1/бо= 0. Потенциал l/go можно записать, пользуясь теоремой узлового напряжения в форме (15-U6), где под током / следует понимать ток покоя базы. Делитель Ri-R2 в таком варианте в сущности не нужен, так как база заземляется через источник Сигнала,

13-2. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДРЕЙФ

Абсолютную величину дрейфа в транзисторном каскаде чаще всего выражают приращением коллекторного тока б/. В § 6-2 величина б/к обозначилась через А/д и была найдена как функция приращений А/ко, Af/gg и Др. Теперь учтем влияние еще одного параметра, зависящего от температуры, - сопротивления коллекторного перехода.

Как известно, сопротивление влияет на коэффициент передачи базового тока. Это влияние можно проанализировать с помощью выражения (7-20). Дифференцируя (7-20) по г, нетрудно привести соответствующее частичное приращение к виду

(ДРо.)г, = РтП1-У)4?-- (13-1а)

Второе частичное приращение находим, дифференцируя (7-20) по р.

(ДРо,)р = Дру. (13-16)

Сложив выражения (13-1), найдем полное приращение Apg и, поделив его на Рое, получим:

Еще одно влияние, которое оказывает сопротивление на дрейф, связано с наличием составляющей коллекторного тока, обусловленной этим сопротивлением и источниками питания. Для анализа этого влияния воспользуемся схемой на рис. 13-2, а. Здесь для общности, как и на рис. 6-2, а, показаны э. д. с. во всех трех ветвях, но положено f/gg = О (тем самым считается, что - внешнее сопротивление в цепи базы). Преобразуем входную цепь по теореме об эквивалентном генераторе. Складывая э. д. с. и э. д. с. эквивалентного генератора, получаем схему на рис. 13-2, б, где

коэффициенты Vs и уа определяются обычными соотношениями. Применим метод суперпозиции. Положим сначала, что обратная связь отсутствует (Р = 0); тогда

С учетом обратной связи (Р ф 0) ток / , как нетрудно показать, будет в 1 -f Рое7б раз меньше. Беря производную d/Jdr и

В усилителях постоянного тока нет блокирующих емкостей, поэтому коэффициент V* следует рассчитьшать с учетом как внутренних, так и внешних сопротивлений схемы. А именно, в формулу (7-19а) вместо сопротивлений. Гв Rt + rQ нужно подставить R и Rq (см. рис. 6-2).