Двухтактный усилитель мощности

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение стабильности работы в широком диапазоне рабочих температур. Двухтактный усилитель мощности содержит входной двухтактной эмиттерный повторитель 1. выполненный на транзисторах 2, диодах 3 и резисторах 4. Каскад 5 предварительного усиления вы- Иолнен на транзисторах 6 и 9, резисторах 7, 8 и 12 и прямосмещенных диодах 10 и 11. Выходной двухтактный каскад 13 выполнен на транзисторах 14, диодах 15 и 16, резисторах 17 и резисторе-нагрузке 18. Цепь общей отрицательной обратной связи выполнена на резисторах 19 и 20. Цель достигается введением в цепи смещения транзисторов 6 и 9 в каскаде 5 диодов 10 и 11, позволяющих изменять рабочие токи этих транзисторов 6 и 9 в зависимости от рабочей температуры усилителя таким образом, чтобы скомпенсировать температурный уход коэффициента усиления потоку выходного каскада 13.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SIIS Н 03 F 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4471901/09 (22) 03,06,88 (46) 15,05,91. Бюл,%18 (72) В.М.Романовский и В.И.Козловский (53) 621.375.026 (088.8) (56) Заявка ФРГ М 3511591, кл. Н 03 F 3/18, 1986. (54) ДВУХТАКТН ЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — повышение стабильности работы в широком диапазоне рабочих температур. Двухтактный усилитель мощности содержит входной двухтактный эмиттерный повторитель-1. выполненный на

Изобретение относится к радиотехнике и производств средств связи, работающих в широком температурном диапазоне.

Цель изобретения — повышение стабильности работы в широком диапазоне ра. бочих температур.

На чертеже представлена эл(,ктрическая принципиальная схема двухтактного усилителя мощности.

Двухтактный усилитель мощности содержит входной двухтактный эмиттерный повторитель 1, выполненный на транзисторах 2. 2, дополнительных диодах 3, 3, резиI 1 сторах 4, 4, каскад предварительног0

I усиления 5 выполненный на первых транзисторах 6, 6, резисторах 7, 7 и 8, 8. вторых

1 1 I транзисторах 9, 9, прямосмещенных перI вых диодах 10. 10 и вторых диодах 11, 11, резисторах 12, 12, выходной двухтактный

„„5U„„1649640 А1 транзисторах 2, диодах 3 и резисторах 4.

Каскад 5 предварительного усиления выполнен на транзисторах 6 и 9, резисторах 7, 8 и 12 и прямосмещенных диодах 10 и 11, Выходной двухтактный каскад 13 выполнен на транзисторах 14, диодах 15 и 16, резисторах 17 и резисторе-нагрузке 18, Цепь общей отрицательной обратной связи выполнена на резисторах 19 и 20. Цель достигается введением в цепи смещения транзисторов 6 и 9 в каскаде 5 диодов 10 и 11, позволяющих изменять рабочие токи этих транзисторов 6 и 9 в зависимости от рабочей температуры усилителя таким образом, чтобы скомпенсировать температурный уход коэффициента усиления по току выходного каскада 13. 1 ил.

t и каска(13, выполненный на транзисторах

14, 14, диодах 15, 16, резисторах 17, 17 и резисторе-нагрузке 18, резисторы 19, 20 цепи общей отрицательной обратной связи.

Двухтактный усилитель мощности рабо- О тает следующим образом, ф

Режим работы транзистора первого 6 (6) задается переходом база — эмиттер тран- (! зистора 2 (2), выполняющего функции входI ного двухтактного эмиттерного повторителя и диода 3 (3), включенного в прямом смеще1 нии. Резистор 7 (7) совместно с укаэанным ! диодомЗ(3),траиаистором2(2)опрадаляат 3 и рабочий ток первого транзистора 6 (6). Причем диод 3 (3) имеет тепловой контакт с транзистором 14 (14 ).

Диоды 10 (10) и 11 (11). включенные в прямом смещении. совместно с резистором

8 (8) определяют рабочий режим по току.

I транзистора 9 (9) и диод 11 (11) имеет теп1649640 ловой контакт с транзистором 14 (14). РезиI сторы 4 (4) и 12 (12) задают рабочий ток транзистора 2 (2) и диодов 3, 10, 11 (3, 10, 1 1 ).

Диоды 15, 16 включены между базами 5 транзисторов 14 и 14 выходного двухтакт1 ного эмиттерного повторителя 13 и совместно с резисторами 17 и 17 осуществляют ! начальное смещение по току выходного двухтактного каскада, который может быть 10 реализован в общем случае и по другой схеМ8.

Работа предлагаемого устройства рассматривается на примере применения его в условиях изменения его рабочей температу- 15 ры от нормального значения до нижнего предела.

Входной сигнал через резистор 19, входной двухтактныл эмиттерный повтори- 20 тель 1 подается нэ вход каскада предварительного усилителя 5, где осуществляется усиление сигнала по току и напряжению.

Усиленный сигнал снимается с коллектора транзистора 9 (9 ) и подается на базу тран- 25 зисторэ 14 (14) выходного каскада 13, осу! ществляющего усиление сигнала по току.

При помощи резисторов 7 (7) и 8(8) эадаютсА равные коллекторные токи транзисторов

6 (б) и 8 (8), работа,ощих в режиме класса А, 30 с целью обеспечения оптимальной раскачки по току выходного каскада. Необходимую величину этих токов в первом приближении можно определить следующим выражением: 35

1нм

I6 = Ь = ИЛИ банч =216 KI (1)

2 К! где 1н 4 — максимальный ток нагрузки усилителя;

KI — коэффициент усиления выходного 40 каскада по току.

С другой стороны токи, протекающие через транзисторы 6 и 9, определяются цепями их смещения и могут быть выражены как 45

16— — " ° .Ыв: — "э

Ig—

288 (2), Одз, Од1о, Од — прямое падение нэ- 50 пряжения на диодах 3, 10, 11 соответственно;

Обэтб Обэт9. Обэт2 ПряМОЕ ПадЕНИЕ Напряжения на переходах база — эмиттер транзисторов 6. 9 и 2.

В случае .применения в схеме диодных и транзисторных структур с приблизительно одинаковыми характеристиками величины резисторов 7. и 8 будут находиться в отношении R7 = 2Ra. Из условия сохранения равенства токов I6, Ig выражение (2) можно записать как

I6= 19=

Од (3)

R7 где Од — прямое падение напряжения на одном из диодов 3, 10, 11.

Понижение температуры диодов и транзисторов вызывает увеличение падения напряжения на их р — n-переходах. Причем приращение напряжений база — эмиттер транзисторов 6 и 8 компенсируется аналогичным приращением падения напряжения на переходе база — эмиттер транзистора 2 и диоде 10, а увеличение падения напряжения на диодах 3, 11, как видно из (2) вносит вклад в увеличение токов транзисторов 6 и

9 на величину, определяемую с учетом (3) к а к

Ь 6=4I9=

ЬОд (4)

Это, в свою очередь, позволяет увеличить ток, отдаваемый в выходной каскад 13, 2 ЛОд учитывая (1) на величину R (5), В7

Вследствие чего появляется возможность расширения нижнего предела температурного диапазона стабильной работы усилителя до температуры, при которой минимально возможный коэффициент усиления по току выходного каскада уменьшится, / г АИд учитывая(3) и(5) в 1 + — — — раз по сравОд нению с нормальными условиями.

Работа устройства при повышении температуры выше нормальной аналогична описанной. Исключение составляет только то, что повышение температуры вызывает уменьшение токов транзисторов 6 и 9 на величину, определяемую выражением (4). что приводит к снижению рассеиваемой на них мощности.

Предлагаемый усилитель обладает более широким рабочим температурным диапазоном. Это достигается прежде всего введением в цепи смещения первого и второго транзисторов каскада предварительного усиления диодов, позволяющих изменять рабочие токи этих транзисторов в зависимости от рабочей температуры усилителя таким образом, чтобы скомпенсировать температурный уход коэффициента усиления по току выходного каскада. что позволяет работать усилителю в широком температурном диапазоне с сохранением своих характеристик. Применение описанных цепей смещения каскадной схемы каскада предварительного усиления делает предлагаемый усилитель более энергетиче1649640

Формула изобретения

Двухтактный усилитель мощности, охваченный цепью общей отрицательной обратной связи, содержащий последовательно соединенные входной двухтактный

Составитель .Н.Дубровская

Техред М,Моргентал Корректор B.Гирняк

°

Редактор В,Трубченко

Заказ 1872 Тираж 473 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ски выгодным по сравнению с прототипом, Так, работая при повышенной температуре, цепи смещения каскадной схемы снижают протекающие через транзисторы токи, тем самым снижается мощность, рассеиваемая на этих транзисторах, причем повышается надежность схемы. Наряду с улучшением энергетических показателей при работе на повышенной температуре также расширяются возможности работы усилителя при низких температурах за счет увеличения раскачки по току выходного каскада. эмиттерный повторитель, каскад предвари-тельного усиления, каждое плечо которого выполнено на первом и втором транзисторах противоположной структуры, включен5 ных по каскадной схеме, при этом между базой второго транзистора и соответствующей шиной питания каждого плеча включены прямосмещенные первый и второй диоды, и выходной двухтактный каскад, о т10 л и ч а ю шийся тем. что, с целью повышения стабильности работы в широком диапазоне рабочих температур, в каждом плече входного двухтактного эмиттерного повторителя между эмиттером транзистора и его

15 нагрузкой введен дополнительный диод, и ри этом точка соединен ия допол нительного диода и нагрузки является выходом входного двухтактного эмиттерного повторителя соответствующего плеча, 20