Многокаскадный усилитель

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

33 Н 03 F 3/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВЪ/ (611 327568 (21) 3397687/18-09 (221 15.02.82 (461 07.04.84. Бюл. 9 13 (72) A.Â.Ãàðìîíoâ и T.Ê.Ïîíåæèíà (531 621.375.024(088.81 (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 327568, кл. Н 03 F 3/34, 10.09.69 (прототип ). (541 (571 МНОГОКАСКАДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ по авт.св. Р 327568, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения стабильности, в него введены фильтр нижних частот, дополнительный транзистор, включенный по схеме

oe®>nu А с общим эмиттером, первый, второй ,и третий дополнительные резисторы, при этом коллектор первого транзистора выходного каскада через первый дополнительный резистор и через последовательно соединенные фильтр нижних частот, база-эмиттерный переход допслнительного транзистора и второй дополнительный резистор соединен с одной шиной источника питания, коллектор дополнительного транзистора через третий дополнительный резистор соединен с другой шиной источника питания и непосредственно — с отводом общего элемента обратной связи каскадов.

1084958

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в стабильных усилителях из. нестабильных активных элементов разной структуры5

По основному авт.св. Р 327568 известен многокаскадный усилитель на транзисторах разной структуры с дополнительной симметрией, причем нагрузка каждого нечетного каскада подключена к одному полюсу источника пи- о тания,.а нагрузка каждого четного каскада к другому полюсу источника питания, база одного из транзисторов каждого последующего каскада, начиная со второго, подключена к нагрузке преды- 15 дущего каскада,а базы всех других транзисторов соединены вместе, образуя общий управляющий электрод каскадов, подключенный к источнику питания через один общий элемент обратной7О связи каскадов C 1 1.

Однако в известном устройстве сравнительно большая нестабильность коллекторных токов двух последних каскадов, которая происходит при изменении коэффициента передачи по току Е любого из транзисторов, подключенных к общему управляющему электроду.

Цель изобретения — повышение стабильности.

Цель достигается тем,что в многокаскадный усилитель на транзисторах разной структуры с дополнительной симметрией, причем нагрузка каждого нечетного каскада подключена к одному полюсу источника питания, а нагрузка каждого четного каскада — к другому полюсу источника питания, база одного из транзисторов каждого последующего каскада„ начиная со вто-40 рого, подключена к нагрузке предыдущего каскада, а базы всех других транзисторов соединены вместе, образуя общий управляюший электрод каскадов, подключенный к источнику пита-45 ния через один общий элемент обратной связи каскадов, введены фильтр нижних частот„ дополнительный транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, первый, второй и третий дополни-50 тельные резисторы, при этом коллектор первого транзистора выходного каскада через первый дополнительный резистор и через последовательно соединенные фильтр нижних частот, база-эмиттерный переход дополнительного транзистора и второй дополнительный резистор соединен с одной шиной источника питания, коллектор дополнительного транзистора через третий дополнительный резистор соединен с другой шиной источника питания и непосредственно — с отводом общего элемента обратной связи каскадов.

На фиг. 1 представлена схема многокаскадного усилителя; на фиг. 2 — 65 общий элемент обратной связи, варианты.

Многокаскадный усилитель содержит транзисторы 1-6, первый транзистор

7 выходного каскада, транзистор 8, дополнительный транзистор 9, первый, второй и третий дополнительные резисторы 10 — 12, фильтр нижних частот (ФНЧ 13, управляющий электрод 14, шины 15 и 16 источника питания, резисторы 17 — 20, общий элемент 21 обратной связи (ОС) каскадов.

Каждый каскад многокаскадного усилителя выполнен на двух транзисторах

1,2(3,4)(5,6)(7,8).Первый транзистор (1, 3, 5, 7) в каждом каскаде включен по схеме с общим эмиттером, а второй (2, 4, 6, 8) — по схеме с общей базой. База первого транзистора (3, 5, 7) каждого последующего каскада, начиная со второго, подключена к нагрузке предыдущего каскада, а базы всех других транзисторов (2, 4, 6, 8) соединены вместе, образуя общий управляющий электрод 14 каскадов, подключенный к шине 16 нулевого потенциала через один общий элемент 21 ОС, Рези " 17 — 20 подключены к коллекторам вторых транзисторов (2, 4, 6, 8,1 каскадов. Первый дополнительный резистор 10 подключен к коллектору транзистора 7, к которому подключены последовательно соединенные ФНЧ 13, база-эмиттерный переход дополнительного транзистора 9, второй дополнительный резистоо 11, третий дополнительный резистор 12 и коллектор дополнительного транзистора 9 подключены к отводу общего элемента 21 СС каскадов.

Общий элемент 21 ОС каскадов (фиг. 2) может содержать конденсатор, цепочки LC, RC и т.д. Обязательным для общего элемента 21 ОС каскадов является наличие конденсатора, который разрывает по постоянному току общий управляющий электрод 14 каскадов и шину 16 нулевого потенциала.

Многокаскадный усилитель работает следующим образом.

В статическом режиме работы эмиттерные токи всех каскадов, кроме последнего, определяются величинами сопротивлений резисторов 17 — 19.

Эмиттерный ток 3 транзистора 7 последнего каскада и эмиттерный ток

31> дополнительного транзистора 9 определяются величинами первого, второго и третьего дополнительных резисторов 10 — 12 с достаточной для практики степенью точности, можно определить .по формулам

8 11:.(ОЯ1о — g9 j (.Г(12=)F -U. ) 3,) 10849з 8 Р К9 R32.

30 где u>< — напряжение эмиттер-база до полнительного транзистора 9;

Š— напряжение источника питания;

U> — потенциал общего управляюИ щего электрода 14.

С учетом того, что коллектор дополнительного транзистора 9 и третий дополнительный резистор 12 соединены по постоянному току с общим управляю-10 щим электродом 14, в схеме должно выполняться равенство (6Я 86) (F4 5 8) к9 012

15 где 1, 1, 1 .,1 — токи баз транзисторов 2, 6, 4, 8; коллекторный ток

<9 дополнительного транзистора 9; ток в третьем дополнительном резисторе 12.

Баланс токов осуществляется током 1 баз транзисторов n-p-n-струк. туры

Приращение 1 автоматически компенсируется изменением ), и Р К9 5)) Действительно, предположим,что ток получил положительное приращение 35 (за счет увеличения базовых токов транзисторов 2,6 по сравнению с транзисторами 4,8 ). Для компенсации

:этого приращения начнет увеличиваться базовый ток транзистора 8.

Увеличение базового тока транзистора 8 приведет к увеличению коллекторных токов транзисторов 8,7. Увеличение коллекторного тока транзистора 7 приведет к возрастанию потенциала базы дополнительного транзистора 9 и, следовательно, к увеличению его коллекторного тока. Коллекторный ток дополнительного транзистора 9 увеличивается до тех пор, по- 5О ка не скомпенсировано приращение тока

Таким образом,. практически все приращение тока будет скомпенсироP вано изменением тока 1 9 и только в незначительной мере изменением то55 a Se.

B динамическом режиме напряжение источника входного сигнала U управляет напряжением база-эмиттер транзисторов 1 и 2 первого каскада, из- ОО меняя их ток эмиттера, при этом на резисторе 17 появляется усиленное напряжение сигнала, которое. модулирует переходы база-эмиттер транзисторов 3 и 4 второго каскада, изменяя их ток эмиттера, и на резисторе

18 появляется соответственно усиленное напряжение сигнала, которое мо,цулирует переходы база-эмиттер транзисторов 5 и 6 третьего каскада, с резистора 19 которого усиленный сигнал поступает на базу транзистора 7 последнего каскада, выполненного также и на транзисторе 8. С резистора

20 снимается выходной сигнал.

Следует отметить, что резистор

20 в предлагаемой схеме может быть включен не только в коллекторной цепи транзистора 8 (фиг. 1), но и между эмиттерами транзисторов 7 и 8, как это показано в схеме известного устройства, Коэффициент усиления и частотная характеристика многокаскадного усилителя определяются величиной общего элемента 21 OC каскадов.

Для исключения дополнительной петли отрицательной 0С, создаваемой по сигналу дополнительным транзистором 9, между коллектором транзистора

7 выходного каскада и базой дополнительного транзистора 9 включен фН 1

13, который осуществляет требуемое ослабление сигнала на базе дополнительного транзистора 9. Бключение вместо общего элемента

210С к-скадов конденсатора большой емкости обеспечивает усиление каждого каскада и развязку их с осуществлением гарантированной ОС между каскацами по переменному току, при этом усиление можно наращивать до появления .значительной составляющей внутренних шумов, не опасаясь самовозбуждения.

Включение резистора и конденсатора большой емкости (фиг. 2а ) позволяет регулировать усиление с сохранением частотной характеристики усилителя.

Если проводимость общего элементс ,21 OC каскадов зависит от частоты, например, в случае включения цепей

RC u LC (фиг. 2б), то коэффициент усиления изменяется в диапазоне частот.

Таким образом, изобретение позволяет позысить более чем на порядок стабильность коллекторных токов двух последних каскадов многокаскадного усилителя. Благодаря повышению стабильности коллекторных токов в данном устройстве не требуется подбирать по р транзисторы, базы которых подключены к общему управляющему электроду 14.

1084958 фиг. Г

Составитель И.Водяхина

Редактор П.Коссей Техред M.Êóçüìà Корректор A.Äçÿòêo

Заказ 2034/52 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4