Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 [ 144 ] 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Часто используется сочетание обоих способов, особенно тогда, когда сопротивление Ro (рис. 13-4, а) получается сравнимым с R (что снижает стабильность) или когда эмиттерный ток слишком мал для работы стабилитронов

Добавление балластных сопротивлений и опорных напряжений не вносит принципиальных изменений в анализ переменных составляюш,их, т. е. дрейфа и усиления сигнала.

Напряжение питания должно быть достаточно большим для установления нормального режима в последнем, самом высоковольтном каскаде:

= /а l/?s 1 + (к. 1 + кэ 2 + /кэ з) + / кз/?кЗ. (13-9)

Во всех каскадах, кроме первого, можно считать Rv = RAv-i). Поскольку Rg и /?к имеют обычно сравнимые значения, коэффициент Y6 редко бывает меньше 0,1-0,2. Поэтому, как правило, выполняется условие роеТб 1- Будучи использовано в формулах (13-5) и (13-6), оно приводит к следующим выражениям для коэффициентов нестабильности и усиления каждого каскада:

Ки- (13-11)

1в последнем для простоты опущен знак минус, ср. с (7-4, б)]. Максимальное усиление свойственно первому каскаду, у которого сопротивление Rk имеет наибольшее значение. Однако даже в последнем каскаде, у которого R минимально, должно соблюдаться условие Rk >

Рассмотрим результирующий дрейф в схеме на рис. J3-3. Легко заметить, что положительное приращение 6/ki вызовет отрицательное приращение токов /gg и /кг. Таким образом, результирующий дрейф второго каскада может оказаться меньше, чем в отсутствие первого каскада, а при надлежащем подборе параметров он может быть сведен к нулю (71; 111]. В трехкаскадном усилителе такая возможность существенно затруднена, так как дрейф первого каскада усиливается больше, чем дрейф второго, и после усиления имеет ту же полярность, что и дрейф третьего каскада. Поэтому частичная или полная компенсация дрейфа свойственна, как правило, усилителям с четным числом каскадов; но и в этом случае она сопряжена с значительными трудностями (см. 1-е и 2-е издания данной книги).

В качестве стабилитронов могут применяться и обычные кремниевые диоды, работающие в прямом направлении (если необходимое напряжение невелико и может быть реализовано с помощью небольшого числа диодов). В этом случае коэффициент е в формуле (13-4) возрастает, тогда как в случае настоящих полупроводниковых стабилитронов, у которых 8ст > О (см. § 3-3), результирующий коэффициент 8 обычно меняет знак и температурная стабильность при этом может улучшиться.



13-4. ТЕРМОКОМПЕНСАЦИЯ УСИЛИТЕЛЕЙ



а) О.

Рис. 13-5. Термостабилизация каскада с помощью термистора (а) и полупроводниковых диодов (б).

Под термокомпенсацией понимают применение специальных температурно-зависимых схемных элементов, способствующих уменьшению температурного дрейфа. Такими элементами могут быть либо термисторы, либо полупроводниковые диоды. Последние имеют то преимущество, что температурные зависимости их обратного тока, прямого напряжения и соответствующих сопротивлений - такие же, как у транзисторов. Это облегчает компенсацию дрейфа в широком температурном диапазоне. Кроме того, диоды могут работать со значительно большими токами, чем термисторы, ~Ен а это существенно в случае X л мощных усилителей.

Температурный коэффициент сопротивления у обоих отмеченных элементов отрицательный. Для термисторов он составляет около 3%/град. Для диодов лучше пользоваться зависимостями /ogp {Т) и L/np (Т), описанными в § 2-6 и 2-7, не переходя к соответствующим сопротивлениям. При этом расчеты оказываются проще, чем при использовании сопротивлений, температурные коэффициенты которых сильно зависят от токов и напряжений. Последовательно-параллельные комбинации диодов или термисторов с обычными линейными сопротивлениями позволяют получить оптимальную температурную зависимость в каждом конкретном случае [И2].

ОбШ/Ый принцип термокомпенсации состоит в том, что диод или термистор включают в ту ветвь схемы, сопротивление которой желательно уменьилать с ростом температуры. Такую ветвь определяют путем качественного анализа схемы. Можно, например, включить термистор вместо или в сочетании с ним. Тогда при надлежащем подборе параметров можно добиться условия

при котором выходное напряжение не будет меняться с изменением температуры. Однако чаще включают компенсирующий элемент во входную цепь транзистора. Примеры такой компенсации показаны на рис. 13-5. Здесь с ростом температуры уменьшается (по модулю) потенциал базы и соответственно уменьшается или полностью устраняется дрейфовое приращение тока 7. С понижением температуры такой же эффект достигается за счет увеличения (по модулю) потенциала базы. Аналогичные решения применяются и в многокаскадных усилителях.



13-5. УСИЛИТЕЛИ С МОДУЛЯЦИЕЙ СИГНАЛА

Вход

г-Аа

1--1 I

Вход

Выход уГ

Все методы температурной стабилизации, описанные в предыдущих параграфах, подразумевают выполнение следующего принципиального условия: температура всех схемных элементов одинакова и меняется по одному и тому же закону.

В реальных усилителях это условие вьшолняется лишь с тем или иным приближением, поскольку имеет место саморазогрев элементов (особенно в мощ-Выход ных каскадах), существует ~ градиент температуры внутри корпуса прибора, сказывается тепловая инер ционность элементов и т. п. Учет всех факторов очень сложен и вряд ли оправдан на практике.

Сложной проблемой, не решаемой описанными усилителями, является временной дрейф. Правда, в дифференциальных усилителях (гл. 14) он меньше, чем в однотактных; однако сколько-нибудь надежная компенсация временного дрейфа, учитывая его нерегулярность и индивидуальность , невозможна. Еще одна проблема в области усилителей постоянного тока - низкочастотные шумы - также не решается описанными схемами. В самом деле, эти схемы характерны гальваническими, безреактивными связями, и следовательно, нулевой нижней граничной частотой. Поэтому весь спектр низкочастотных шумов транзисторов (см. § 4-9) усиливается и беспрепятственно проходит на выход. Эти шумы нередко оказываются более существенными, чем- температурный дрейф.

Отмеченные затруднения, связанные с температурным и временным дрейфом, а также с шумами, в значительной мере преодолеваются в усилителях постоянного тока с модуляцией входного сигнала. Блок-схема такого усилителя показана на рис. 13-6. Здесь сигнал постоянного тока сначала преобра-

ВыходДд I

Выход Дс [

USbix

ЧвыГ-г t

Рис. 13-6. Блок-схема усилителя с модуляцией входного сигнала (а) и ее временные диаграммы (б) (на рис. 13-6, а пунктиром показаны два варианта демодуляторов-детекторов: асинхронный и синхронный Д).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 [ 144 ] 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.