Усилитель мощности (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК H03F3/20 

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано для усиления однополярных электрических сигналов, амплитудное значение которых много больше среднего значения.

Цель изобретения - увеличение КПД и максимальной амплитуды выходного напряжения.

На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные электрические схемы усилителя мощности соответственно по первому и второму вариантам.

Усилитель мощности содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, нагрузку 3, общую щину 4, диод 5, первый и второй источники 6 и 7 питания, первый резистор 8, третий транзистор 9, конденсатор 10 и второй резистор 11.

Усилитель мощности работает следующим образом.

При нулевом входном сигнале относительно общей щины 4 выодной сигнал на нагрузке 3 также равен нулю. В режиме «В выдной ток первого транзистора 1 практически отсутствует. Второй транзистор 2 за счет соответствующего выбора напряжения на конденсаторе 10 оказывается заперт. Для достижения максимального КПД и максимальной амплитуды выходного сигнала напряжение на конденсаторе 10 должно несколько превыщать сумму падений напряжения между коллектором и эмиттером первого транзистора 1, работающего на грани насыщения, и между базой и эмиттером второго транзистора 2 в активной области. Усилитель мощности потребляет ток только от второго источника 7 питания, причем потребление определяется суммарным сопротивлением первого и второго резисторов 8 и 11.

При усилении сигналов, амплитуда которых не превыщает некоторого уровня, близкого к напряжению первого источника 6, ток нагрузки протекает от первого источника 6 питания через диод 5 и первый транзистор 1. При этом второй и третий транзисторы 2 и 9 закрыты. Если амплитуда входного сигнала оказывается выще указанного уровня, происходит отпирание второго транзистора 2, и его базовый ток начинает постепенно разряжать конденсатор 10. Ток нагрузки протекает от второго, более высоковольтного источника 7 через второй и первый транзисторы 2 и 1, диод 5 запирается, отключая первый источник 6. Первоначальный заряд на конденсаторе 10 восстанавливается, когда входной сигнал оказывается около нуля, и отпирается третий транзистор 9. Для обеспечения линейной передачи сигнала емкость конденсатора 10 должна быть выбрана достаточно больщой и, кроме того, амплитуда входного сигнала должна оставаться в пределах, когда второй транзистор 2 не входит в режим насыщения.

В усилителе мощности по второму варианту (фиг. 2) конденсатор 10 заряжается от более низковольтного источника 6 питания. Кроме того, при усилении сигналов, амплитуда которых превыщает напряжение первого источника 6, ток через первый и второй резисторы 8 и 11 снижается

почти до нуля, так как падение напряжения на этих резисторах оказывается равным напряжению коллектор-эмиттер первого транзистора 1, работающего на грани насыщения. В результате дополнительно снижаются потери мощности в усилителе.

Формула изобретения

1.Усилитель мощности, содержащий пер- 0 вый и второй транзисторы, имеющие одинаковую структуру, при этом база первого транзистора является входом усилителя мощности, эмиттер через нагрузку соединен с общей щиной, а коллектор соединен с эмиттером второго транзистора и первым выво дом диода, второй вывод которого соединен с соответствующей щиной первого источника питания, коллектор второго транзистора соединен с соответствующей щиной второго источника питания и с первым выводом первого резистора, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и максимальной амплитуды выходного напряжения, в него введен третий транзистор, эмиттер и коллектор которого соединены соответственно с базой и коллектором второго транзистора, между

эмиттерами первого и третьего транзисторов включен конденсатор, между базой третьего и эмиттером первого транзисторов включен второй резистор, причем второй вывод первого резистора соединен с базой третьего транзистора, структура которого соответ0 ствует структуре первого транзистора.

2.Усилитель мощности, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие одинаковую структуру, при этом база первого транзистора является входом усилителя мощности, эмиттер через нагрузку соединен с об5 щей щиной, а коллектор, соединен с эмиттером второго транзистора и первым выводом диода, второй вывод которого соединен с соответствующей щиной первого ис- точника питания, коллектор второго транзистора соединен с соответствующей щиной второго источника питания, а также первый резистор, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и максимальной амплитуды выходного напряжения, в него введен третий транзистор, эмиттер и коллектор кото5 рого соединены соответственно с базой второго и коллектором первого транзисторов, между эмиттерами первого и третьего транзисторов включен конденсатор, между базой

0

и коллектором третьего транзистора включен первый резистор, а между эмиттером первого и базой третьего транзисторов - второй резистор, при этом структура третьего транзистора соответствует структуре первого транзистора.

Изобретение относится к усилительной технике. Целью изобретения является уве личение КПД и максимальной амплитуды выходного напряжения усилителя мощности. Последний содержит три транзистора (Т) 1, 2 и 9, нагрузку 3, общую щину 4, диод &, два источника питания (ИП) 6 и 7, два резистора (Р) 8 и 11 и конденсатор 10. В первом варианте усилителя мощности ток нагрузки от более высоковольтного ИП 7 протекает через Т 1 и 2 и диод 5 запирается, отключая ИП 6. Первоначальный заряд на конденсаторе 10 восстанавливается, когда входной сигнал оказывается около нуля, и отпирается Т 9. При этом амплитуда входного сигнала должна оставаться в пределах, когда Т 2 не входит в режим насыщения. Во втором варианте усилителя мощности конденсатор 10 заряжается от более низковольтного ИП 6. При усилении сигналов, амплитуда которых превышает напряжение ИП 6, ток через Р 8 и 11 снижается почти до нуля, так как падение напряжения на них оказывается равным напряжению между коллектором и эмиттером Т 1, работающего на грани насыщения. Цель достигается введением Т 9, конденсатора 10 и Р 11. Даны примеры выполнения усилителя мощности по первому и второму вариантам. 2 с. п. ф-лы, 2 ил. о (Л tc сд О) CZh cpuz.l

СИ

фиг. 2