Варианты межкаскадных связей, обратные связи, стабилизация режима работы усилителей.

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Схемы межкаскадной связи

Для передачи сигнала от одного каскада многокаскадного усилителя, от источника сигнала на вход другого каскада, от источника сигнала на вход первого УЭ и от выходной цепи последнего УЭ в нагрузку применяют различные схемы, называемые схемами межкаскадной связи. Эти схемы одновременно служат и для подачи питающих напряжений на электроды УЭ, а также для придания усилителю определённых свойств. Существует четыре вида схем межкаскадной связи:

1. Гальваническая;

2. Резисторная;

3. Трансформаторная;

4. Дроссельная.

Используются также комбинации и видоизменения этих схем. Название усилительного каскада определяется применённой в нём схемой межкаскадной связи (например, резисторный каскад, трансформаторный каскад и т.д.).

Причины нестабильности и ее следствия:

· Изменение температуры окружающей среды,

· Старение или смена УЭ,

· Нестабильность источников питания.

В результате воздействия дестабилизирующих факторов все токи транзистора возрастают, что приводит к перемещению рабочей точки по нагрузочной прямой рис. 1. При перемещении в точку А возникают нелинейные искажения, в точку В – транзистор может сгореть, поэтому применяют специальные схемы для стабилизации положения р.т., т.е. режима работы УЭ (Iко).

Рис.1

Цепи смещения с температурной компен­сацией. В схемах с температурной компенсацией (рис. 2) в це­пях смещения используются термокомпенсирующие элементы: термо­резисторы R_Т или полупроводниковые диоды.

Рис.2.

В качестве терморезистора могут быть использованы непроволоч­ные резисторы с отрицательным температурным коэффициентом. С ростом температуры сопротивление терморезистора R_Т уменьшается, при этом напряжение смещения Uбэо на транзисторе снижается, что вызывает уменьшение Iко. Поскольку, с одной сторо­ны, увеличение температуры вызвало возрастание Iко, а с другой — из-за понижения смещения Uбэо уменьшение этого же тока и температурные колебания тока Iко могут быть су­щественно уменьшены.

При использовании для температурной компенсации полупровод­никового диода (рис. 2б) повышение температуры вызывает умень­шение прямого сопротивления диода, что приводит к уменьшению сме­щения, при этом возрастание Iко компенсируется. В схеме могут применяться стабилитроны или германиевые диоды. Диодная стабилизация находит применение в выходных двухтактных каскадах, при работе транзисторов в режиме В, для получения низкого напря­жения смещения.

Преимущество схем диодной температурной компенсации в том, что можно получить полную температурную компенсацию изменения положения рабочей точки. Но недостатком является то, что из-за раз­броса температурных коэффициентов транзисторов и терморезисторов эта компенсация не бывает точной и глубокой. При большом сигнале термоэлементы могут вызывать значительные его искажения. Схемы с диодной температурной компенсацией ограниченно применяются в усилительных каскадах, выполненных по дискретной технологии, но широко используются в интегральных усилителях.

Цепи смещения с отрицательной обрат­ной связью. Общим для схем стабилизации с ООС является то, что в усилительном каскаде создается специальная цепь обратной связи по постоянному току, благодаря которой с ростом (или уменьше­нием) тока Iко при температурных колебаниях или при смене транзи­стора смещение на транзисторе уменьшается (или увеличивается), что в значительной степени компенсирует изменения тока Iко.

Простейшей из схем стабилизации точки покоя с помощью отри­цательной обратной связи является схема коллекторной стабилиза­ции.На рис. 3 показана схема коллекторной стабилизации при включении транзистора по схеме с ОЭ (коллекторную стабилизацию можно применять и при включении транзистора по схемам с ОК и ОБ). Схема коллекторной стабилизации отличает­ся от схемы смещения фиксированным током базы тем, что верхний конец резистора R1 подключен не к источнику пита­ния, а к коллектору транзистора. При таком включении вводится параллельная отрицательная обратная связь по напряжению, снимае­мая с коллектора транзистора.

Схема коллекторной стабилизации проста и экономична, но требует увеличения напряжения источника питания и возникает нежелательная ООС по переменному току через резистор R1, уменьшающая входное сопротивление и уси­ление каскада.

Рис. 3 Рис. 4

Более высокую стабильность рабочей точки транзистора обеспечи­вает схема эмиттерной стабилизации, наиболее широко распростра­ненная на практике. Стабилизация режима в схеме рис. 4 осуществляется благодаря последовательной ООС по току, получае­мой при включении транзистора резистора Rэ. Положим, что Iэо стремится увеличиться (из-за увеличения температуры или при смене транзистора), при этом увеличится напряжение на резисторе Rэ, это приведет к уменьшению напряжения смещения Uбэо; транзистор закроется сильнее, ток базы Iбо уменьшится и соответственно уменьшится ток Iэо. Для устранения ООС по переменному току, снижающей коэффи­циент усиления каскада, резистор Rэ шунтируют емкостью Сэ.

2. Контрольные вопросы

2.1. Допустимо ли изменение тока покоя в выходной цепи транзистора с из­менением температуры, старением и заменой транзистора?

2.2. Каковы основные причины изменения тока покоя каскада с изменением температуры и заменой транзистора?

2.3. Нарисуйте схему эмиттерной стабилизации, поясните ее принцип дейст­вия, недостатки и область применения.

2.4. Нарисуйте схему коллекторной стабилизации, поясните ее принцип дей­ствия, недостатки и область применения.

2.5. Как стабилизируется ток покоя транзисторов, работающих в режиме В? Что такое температурная компенсация?

2.6. С какой целью включают конденсатор Сэ?

2.7. Когда и почему необходимо устранять ООС?