Патент ссср 403016

 

403616

И Е

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.Х.1971 (X 1709365/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.Х.1973. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 8.IV.1974

М. Кл. Н 03f 3/42

Гцсударатвенный камитнт

Санита 1иинистрнв СССР на двлам изобретений и отярытий

УДК 621.375.024 (088.8) Авторы изобретения

Л. А. Цехновичер и В. М. Воронин

Заявитель

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ МНОГОКАСКАДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к усилителям, выходное напряжение которых превышает напряжение, допустимое для отдельного транзистора.

Известны высоковольтные многокаскадные усилители с и-последовательно соединенными по постоянному току транзисторами в каждом каскаде, где п — номер каскада.

Однако известные усилители обладают недостаточно широким динамическим диапазоном выходного сигнала и недостаточной стабильностью.

С целью расширения динамического диапазона выходного сигнала и улучшения температурной стабильности в предлагаемом усилителе базы последнего и предыдущих транзисторов и-го каскада подключены соответственно к коллекторам последнего и предыдущих транзисторов и — 1 каскада, а базы первых транзисторов всех каскадов подключены к входной клемме усилителя.

На чертеже приведена схема предлагаемого усилителя.

Усилитель содержит три каскада.

Первый каскад усилителя состоит из транзистора 1. Питается каскад от источника Е1 напряжением Е0, причем Ep(U„.,„,„,, где

U„„., „,„, — предельно допустимое напряжение коллектор-эмиттер транзистора.

Второй каскад состоит из последовательно соединенных транзисторов 2 и 3. Питается каскад от источника Е2 напряжением 2Е0.

Третий каскад состоит из транзисторов 4, 5 5 и б. Питается каскад от источника Е напряжением ЗЕ0.

Аналогично построены промежуточные каскады.

Выходной каскад состоит из последователь10 но соединенных транзисторов 7, 8, ... 8 . Питается каскад от источника Е„ напряжением

ïÅp. Базы транзисторов, кроме входных (нижних по схеме), подключены к соответствующим коллекторам предыдущих каскадов.

15 Входное напряжение подается на базы входных транзисторов 1, 2, 4, ... 7. Выходом усилителя является коллектор транзисторов 8„.

Коэффициентом усиления отдельного каскада является отношение изменения напря20 жения на коллекторе последнего (верхнего по схеме) транзистора к приращению входного напряжения. Тогда для правильной работы схемы необходимо, чтобы коэффициенты усиления каскадов, начиная с первого, воз25 растали и относились друг к другу, например, как последовательные целые числа 1: 2: 3: ... и.

При нулевом входном сигнале все нижние транзисторы каскадов и соответственно все

30 остальные заперты. Напряжение на коллекто403016

3 ре транзистора 1, а, следовательно, и на базе транзистора 2 равно напряжению.питания первого каскада Е>. Напряжение на коллекторе транзистора 3, т. е. на базе транзистора 6, равно напряжению питания второго каскада 2ЕО. Напряжение на коллекторе транзистора 2 равно напряжению на эмиттере транзистора 3, т. е. равно

Е4 6.9 0ç

10 где Uo,, — напряжение база-эмиттера транзистора 3, причем

Уб.э -(Ед

Таким образом, напряжение на транзисто- 15 рах 2 и 3 распределяется равномерно. Во всех каскадах напряжение коллектор-эмиттер всех транзисторов примерно равно Ео. При этом напряжение на выходе усилителя равно

Il. Eo. 20

По мере увеличения входного напряжения транзисторы открываются, их коллектор ные токи увеличиваются, что вызывает уменьшение напряжения на коллекторах верхних (по схеме) транзисторов каждого каскада и соот- 2S ветственно на базах транзисторов последующих каскадов. ля и увеличению динамического диапазона изменения выходного напряжения, т. е. к более полному использованию транзисторов по напряжению (мощности).

Стабильность усилителя и равномерность распределения напряжения между транзисторами тем больше, чем меньше токи базы по сравнению с токами коллекторов предыдущих каскадов, т. е. чем больше коэффициент усиления по току Р транзисторов. Для использования транзисторов с малыми ф можно ставить составные транзисторы.

Однако при насыщении одного из нижних по схеме транзисторов ток коллектора его уменьшается, напряжение на коллекторе верхнего транзистора резко растет, что приводит к неравномерному распределению напряжения и на последующих каскадах. С целью ликвидации этого явления в цепь коллектора каждого транзистора можно включить диоды в прямом направлении, предотвращающие насыщение транзисторов последующих каскадов, причем число диодов должно быть таким, чтобы насыщались лишь верхние транзисторы каждого каскада (в выходном каскаде диоды не нужны) .

Минимальное выходное напряжение усилителя равно и. U,„„, где U<.э.ДД вЂ” напряже- 30 ние между коллектором и эмиттером транзистора при насыщении (предполагается, что все транзисторы имеют равные величины

К.Э. Нас )

Достоинством такой схемы питания базо- 35 вых цепей является то, что ток коллекторов предыдущего каскада может быть выбран много больше тока баз последующего каскада, причем это соотношение сохраняется во всем динамическом диапазоне изменения вы- 40 ходного напряжения, так как токи всех каскадов изменяются в одну и ту же сторону. Это, приводит к улучшению стабильности усилитеПредмет изобретения

Высоковольтный многокаскадный усилитель с автономными источниками питания и и-последовательно соединенными по постоянному току транзисторами в каждом каскаде, где и-номер каскада, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона выходного сигнала, улучшения температурной стабильности усилителя, базы последнего и предыдущих транзисторов и-го каскада подключены соответственно к коллекторам последнего и предыдущих транзисторов и — 1 каскада, а базы первых транзисторов всех каскадов подключены к входной клемме усилителя.

403016

Составитель Н. Дубровская

Техред Л. Богданова

Корректор Н. Торкнна

Редактор М. Афанасьева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1274/3 Изд. № 2080 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5