October 19 2017 19:14:35
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Мощные выходные каскады
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

При увеличении входного напряжения Uвх = Uоп + Uд транзистор Т1 останется открытым и будет определять общий потенциал эмиттеров -- Uэ = Uэ1 = Uвх U* = Uоп U* + Uд. Это вызывает снижение напряжения на переходе транзистора Т2 на значение Uд и приводит к быстрому уменьшению тока через Т2  до его полного запирания.

Таким образом, под действием входного напряжения ток источника перераспределяется между транзисторами, т.е. происходит переключение транзисторов. Это позволяет использовать дифференциальный каскад в качестве двоичного логического элемента (ЛЭ). Достоинством такого ЛЭ является одновременное наличие на выходах сигналов с противоположными уровнями (парафазных), т.е. когда на коллекторе Т1 присутствует Uвых1 =  U0 , на другом выходе имеем Uвых2 = U1.

При использовании каскада в усилительном режиме дифференциальный сигнал переменного напряжения uδ подается между базовыми выводами транзисторов. Для анализа работы усилителя его удобно представить в виде совокупности двух одинаковых напряжений относительно корпуса Uвх = uδ /2 и Uоп = – uδ /2. При отсутствии дифференциального сигнала uδ = 0 в симметричной схеме потенциалы баз транзисторов равны, их токи одинаковы и выходной сигнал uвых  = 0 в силу равенства потенциалов коллекторов  uк1 = uк2 @ V − aRк I0 /2.

Приложение дифференциального напряжения uδ вызывает увеличение тока эмиттера Т1 и уменьшение на такое же значение тока эмиттера Т2, так что суммарный ток сопротивления R0  не изменится. Потенциал эмиттеров также останется неизменным и его для расчета переменных составляющих можно считать нулевым. Очевидно, что для симметричной схемы нулевой потенциал будет во всех точках на оси симметрии. Для переменных составляющих (приращений) напряжений и токов схему можно разделить на две подсхемы, каждая из которых представляет собой каскад с общим эмиттером и для оценки усилительных параметров дифференциального усилителя можно воспользоваться приведенными ранее результатами каскада ОЭ при Rэ = 0.

Дифференциальные усилители выполняют также на полевых транзисторах, обеспечивающих малое потребления тока от источника сигнала и низкий уровень собственных шумов.

3.3. Мощные выходные каскады

Усилители мощности (УМ) предназначены для создания требуемой мощности сигналов в нагрузке. Выходные каскады, потребляющие энергию от источника электропитания и передающие ее в нагрузку, практически определяют экономичность всего усилительного устройства  и должны иметь высокий коэффициент полезного действия (КПД). Иными словами, потери мощности в каскаде, рассеиваемые в виде тепла, должны быть минимальными для уменьшения размеров поверхности теплоотвода, которая непосредственно связана с габаритами изделия.

В отличие от линейных каскадов, работающих со сравнительно малыми уровнями сигналов в усилителе мощности применяются близкие к предельным режимы работы, захватывающие нелинейную область характеристик транзистора. Это приводит к возникновению нелинейных искажений сигнала, которые возрастают с увеличением амплитуды сигнала. Таким образом, меры по повышению КПД  каскада приводят к увеличению нелинейных искажений усиливаемых сигналов.

Кроме того, часто требуется иметь усилитель со сравнительно небольшим изменением выходного напряжения при вариации тока нагрузки, что обеспечивается при малом выходном сопротивлении каскада.

В качестве усилителя мощности при большом уровне входного напряжения целесообразно использовать схему эмиттерного повторителя ЭП (рис. 3.4,а), имеющего большой линейный участок проходной характеристики.

Переходную характеристику ЭП можно аппроксимировать тремя участками (рис.3.4,б). При входном напряжении, не превышающем уровень отпирания транзистора uвх £ U *, эмиттерный ток можно считать нулевым и uвых @ 0. Переход транзистора в активный режим при uвх ³ U * дает пропорциональную зависимость uвых = KU uвх с коэффициентом усиления Ku @ 1. Параметры каскада в линейном режиме определяются выражениями:  K i @ β; Rвх @ (β+1) Rэ; rвых @ rэ @ φТ/Iэ.


Рис. 3.4. Усилители мощности: на эмиттерном повторителе (а) и его характеристика (б), на комплементарной паре (в) и его характеристика (г), с компенсацией искажений (д)

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.04 секунд 2,256,279 уникальных посетителей