Двухтактный усилитель мощности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

365017

Союз Созетскиз

Социалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.Х1.1970 (№ 1494063/26-9) М. Кл. Н 03f 3/26 с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистрсв

СССР

УДК 621.375.127 (088.8) Опубликовано 28.XII.1972. Бюллетень № 5 за 1973

Дата опубликования описания 21.П.1973

Авторы изобретения

Ю. В. Клюев и Э. М. Мебель

Заявитель

ДВУХТАКТНЫИ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к усилителям мощности на транзисторах.

Данный усилитель может быть использован в мощных выходных устройствах радиоаппаратуры различного назначения.

Известен двухтактный усилитель мощности, содержащий входной каскад на транзисторах разных типов проводимости, выходной каскад на транзисторах одного типа проводимости и управляющий транзистор.

Цель изобретения — повышение стабильности режима работы усилителя и защита выходных транзисторов от перегрузки. Достигается она тем, что в предлагаемом усилителе эмиттеры транзисторов входного каскада соединены непосредственно с базой транзистора выходного каскада, включенного по схеме с общим коллектором, а база одного из транзисторов входного каскада подключена через два последовательно соединенных резистора к коллектору управляющего транзистораа.

На чертеже приведена принципиальная схема двухтактного усилителя мощности.

Усилитель содержит входной транзистор р-п-р типа 1, транзистор п-р-п типа 2, выходные транзисторы п-p-n типа 8 и 4, управляющий транзистор 5, источник сигнала б, цепи смещения 7 и 8, резисторы 9 — 16, конденсаторы 17 — 19; нагрузку 20, стабилитроны 21 и

22.

Предлагаемый двухтактный усилитель мощности звуковой частоты содержит во входном каскаде транзисторы 1 и 2, в выходном— транзисторы 8 и 4 и управляющий транзистор 5. База транзистора 1 соединена с источником сигнала 6 и цепью смещения 7, коллектор — с полюсом а источника питания

10 через резистор 9. Эмиттер транзистора 1 подключен к эмиттеру транзистора 2 и базе выходного транзистора 8 непосредственно, а к базе транзистора 2 — через конденсатор 17 и резистор 10. Общая точка соединения рези15 стора 10 и конденсатора 17 подключена через резистор 11 к полюсу а источника питания.

База транзистора 2 соединена через резисторы 12 и 18 с коллектором управляющего транзистора 5, а через резистор 12 и конден20 сатор 18 — с общей точкой эмиттера транзистора 8 и коллектора транзистора 4. Эта же точка соединена с нагрузкой 20, а через конденсатор 19 и резистор 14 — с базой управляющего транзистора. База управляющего

2s транзистора подключена через резистор 15 и цепь смещения 8 к полюсу б источника питания, а через резистор 15 и стабилитрон 21— к оощей точке соединения эмпттера транзистора 5, коллектора транзистора 8 и резисто30 ра 16. Послед гий другим своим концом под36о017

60 ключен к полюсу б источника питания. Коллектор транзистора 2 соединен с полюсом б источника питания. Эмиттер и база выходного транзистора 4 соединены через стабилитрон

22 и резистор 9 с полюсом а источника питания. База транзистора 4 соединена с коллектором входного транзистора 1 непосредственно.

В режиме покоя ток через транзисторы

1 — 5 задается цепями смещения 7 и 8, стабилитроном 22 и резисторами 16, 9, 10 и 11.

Ток эмиттера транзистора 5 задается цепью смещения 7 и резисторами 10 и 11, а ток через транзисторы 1 и 2 — стабилитроном 22, включенным в прямом направлении, и резистором 9. При этом ток через резисторы 10 и 11 задается больше возможного максимального обратного тока коллектора транзистора 2. Если обратный ток коллектора транзистора 2 меньше тока его базы, то резисторы

10, 11 и конденсатор 17 необязательны.

Благодаря тому, что все транзисторы находятся в петле отрицательной обратной связи по постоянному току и коллектор управляющего транзистора 5 соединен непосредственно с базой транзистора 2, коэффициент нестабильности выходного тока коллектора транзистора 4 значительно меньше единицы, ток покоя транзисторов 8 и 4 жестко стабилизирован. Например, увеличение выходного тока коллектора транзистора 8 вызывает уменьшение тока эмиттера и, соответственно, тока коллектора транзистора 5, благодаря чему снижается напряжение смещения на участке эмиттер-база транзистора 2 и уменьшается ток его эмиттера и, соответственно, ток коллектора входного транзистора 1. Этот ток, проходя через резистор 9, уменьшает напряжение смещения на участке база-эмиттер транзистора 4. При этом ток коллектора транзистора 8 уменьшается, чем и достигается стабилизация выходного тока коллектора этого транзистора.

В динамическом режиме, когда на базу транзистора 1 поступает сигнал от источника сигналов б, в один полупериод входного сигнала на нагрузку 20 работают транзисторы

1 и 4, в другой полупериод — транзисторы

1, 4, 2 и 8.

При этом входной сигнал на базу транзистора 2 приходит с выхода усилителя через конденсатор 18 и резистор 12. Несмотря на большую несимметричность плеч усилителя по усилению тока для различных полупериодов входного сигнала нелинейные искажения достаточно малы благодаря глубокой отрицательной обратной связи по току и напряжению. В полупериод работы транзисторов 1 и 4 эта связь осуществляется через участок эмиттер-база транзистора 8, который полностью не закрывается вследствие того, что с выхода усилителя поступает дополнитель5

4 ный сигнал на базу транзистора 5 через конденсатор 19 и резистор 14. При этом транзистор 5 в области большого сигнала входит в насыщение, а ток, поступающий через резисторы 12 и 18, приоткрывают транзисторы

2и8.

В полупериод работы транзисторов 1, 4, 2 и

8 на нагрузку вначале включаются транзисторы 1 и 4. Ток через транзисторы уменьшается; при этом эмиттерные токи транзисторов 2 и 8 растут благодаря тому, что сигнал с выхода усилителя поступает на базу транзистора 2 через конденсатор 18 и резистор 12.

Коллекторный ток транзистора 8 замыкается через стабилитрон 21, включенный в прямом направлении, и низкоомную цепь смещения 8, выполненную, например, также на стабилитроне. При этом коллекторный ток транзистора 5 уменьшается и замыкается на нагрузку через резистор 18 и конденсатор 18.

С помощью конденсатора 17 следящей обратной связи и резистора 10 уменьшается шунтирующее действие резистора 11 на сигнал, поступающий на базу транзистора 2 с выхода усилителя. Для этого полупериода обратная связь по переменному току и напряжению осуществляется через транзисторы 1, 4 и 2 соответственно.

Защита выходных транзисторов от перегрузки достигается тем, что сигнал переменного тока на выходе в момент короткого замыкания нагрузки исчезает. Поэтому переменный ток на базы транзистора 2 и управляющего транзистора 5 через конденсаторы

18 и 19 и резисторы 12 и 14 соответственно не поступает, что и обеспечивает защиту выходных транзисторов 8 и 4. Уменьшение тока короткого замыкания достигается за счет подключения коллектора транзистора 2 к общей точке соединения эмиттера и коллектора управляющего и выходного транзисторов.

Предмет изобретения

Двухтактный усилитель мощности, содержащий входной каскад на транзисторах разных типов проводимости, выходной каскад на транзисторах одного типа проводимости, один из транзисторов которого включен по схеме с общим коллектором, а другой — по схеме с общим эмиттером, и управляющий транзистор, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности режима работы усилителя и защиты выходных транзисторов от перегрузки, эмиттеры транзисторов входного каскада соединены непосредственно с базой транзистора выходного каскада, включенного по схеме с общим коллектором, а база одного из транзисторов входного каскада подключена через два последовательно соединенных резистора к коллектору управляющего транзистора.

365017

Составитель Н. Герасимова

Редактор Б. Федотов Техред А. Камышникова Корректоры: Л. Новожилова и А. Степанова

Заказ 320/3 Изд. № 102 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений н открытий при овете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2