21 Усилитель постоянного тока с оэ и эмиттерной стабилизацией (эс). Характеристики и параметры

Амплитудно-частотная характеристика УПТ изображена на рис. 3.12.

Усилители постоянного тока (УПТ) в настоящее время чаше всего рассматриваются как широкополосные усилители с полосой частот, на­чинающейся от fн=0. Верхняя граница рабочей полосы частот у современ­ных интегральных усилителей может достигать величины в несколько гигаГерц.

Рис.3.12. АЧХ усилителя постоянного тока

При построении УПТ необходимо учесть, что связь источника сигнала со входом усилителя и межкаскадные связи не могут быть осуществ­лены в УПТ с помощью реактивных элементов - конденсаторов и транс­форматоров, а только с использованием гальванической связи. Гальвани­ческой называют связь, осуществляемую с помощью элементов, обла­дающих проводимостью как на переменном, так и на постоянном токе. Элементами гальванической связи могут быть резисторы, диоды, провод­ники. Если используются проводники, то гальваническую связь называют непосредственной.

Особенностью УПТ является трудность обеспечения параметров ре­жима покоя каскадов. Параметры режима покоя каскада рассчитываются с учетом элементов, относящихся к выходной цепи предыдущего каскада и входной цепи последующего каскада. При выборе схемы каскада особое внимание уделяется обеспечению стабильности параметров режима покоя в отношении влияния всех дестабилизирующих факторов: изменение тем­пературы; изменение напряжения источников питания: изменение пара­метров окружающей среды (давление, влажность); старение элементов и др.

Основными способами уменьшения дрейфа нуля являются: приме­нение глубоких отрицательных обратных связей; использование термо-компенсирующих элементов (резисторов, диодов, транзисторов); преобра­зование постоянного тока в переменный с последующим его преобразова­нием в постоянный; применение балансных (мостовых) схем и др.

Для работы в диапазоне частот, начиная от постоянного тока . из схемы усилителя необходимо исключить все реактивные элементы. В ча­стности, при переходе к УПТ. схема с эмиттерной стабилизацией сохра­няет все сопротивления цепей смещения, т.е. элементы схемы температур­ной стабилизации. Но при этом коэффициент усиления ее резко уменьша­ется. так как нешунтированное емкостью сопротивление Rэ - сопротив­ление отрицательной обратной связи включается в цепь протекания по­лезного сигнала и увеличивает входное сопротивление, в соответствии с выражением

Rbx=R₁|| R₂ ||[r_б+(r_э + R_э)(1 + h21э)]

Коэффициент усиления в этом случае уменьшается до величины, равной 3-5.

22 Многокаскадные схемы усилителя постоянного тока (УПТ). Расчет параметров.

Использование многокаскадного включения таких одиноч­ных УПТ не может кардинально изменить ситуацию. Рассмотрим схему многокаскадного УПT рис 3.13.

Особенностью этого усилителя является то, что выводы коллектора и базы транзисторов соседних каскадов соединены непосредственно. Рези­сторы. включенные в цепь эмиттера каждого каскада, обеспечивают внутрикаскадные отрицательные обратные связи по току, кроме того предна­значены для создания необходимого напряжения U_бэо2 в режиме покоя. Этим достигается повышение положительного потенциала на эмиттере каждого транзистора за счет протекания тока эмиттера через R_э Таким об­разом напряжение U_бэо2 в режиме покоя второго и последующих каскадов будет определяться соответственно.

U_бэо2 ⁼ U_ко2- U_эо2 = U_ко1- I_эо2 R_э2

Задание режима по постоянному току первого каскада УПТ осуще­ствляется аналогично как и для усилителей переменного сигнала.

Рассмотрим основные показатели усилителя для приращений вход­ного сигнала, используя выражения, полученные для каскада с ОЭ. Если резисторы делителя напряжения R1 и R₂ высокоомны, то входное сопро­тивление усилителя определяется в основном входным сопротивлением транзистора

Rвx =rб + (г_э +Rэ)(1+h21э)=h21эRэ. (2.88)

а коэффициенты усиления по напряжению каскадов определяются сле­дующими выражениями

Из выражений видно, что коэффициенты усиления по напряжению отдельных каскадов обратно пропорциональны сопротивлениям в цепи эмиттера. Для поддержания неизменного режима покоя всех каскадов (Uкэо1=Uкэо2=Uкэо3 , Iэо1=Iэо2=Iэо3) при увеличении сопротивлений Rэ2, Rэ3 необходимо уменьшать сопротивления резисторов Rк2 Rк3, что следует из выражений.