Каскодный усилитель Советский патент 1988 года по МПК H03F3/42 

4 Ю сл

00

о г

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аппаратуре различного назначения.

Цель изобретения - повышение стабильности коэффициента усиления по Напряжению в широком температурном Диапазоне при одновременном повьше- нии нагрузочной способности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема каскодно- го усилителя.

j Каскодный усилитель содержит вход йой транзистор 1, выходной транзйсiop 2, элемент 3 частотной, коррекции сточник 4 тока, резистор 5 смещения ополнительный резистор 6 смещения, конденсатор 7, резистор 8, первый и йторой дополнительные резисторы 9 и 10, параметрический стабилизатор 11, выполненный на стабилитроне 12, и ре $исторе 13, блокирующий конденсатор 14, разделительный конденсатор 15, резистор 16 н агрузки. ; Каскодный усилитель работает следующим образом.

j При отсутствии входного сигнала источник 4 тока задает рабочую точку о постоянному току входного тра«- истора 1, а рабочий ток выходного транзистора 2 задается соответствую- Йим выбором номиналов резисторов 5 и 6 смещения, резисторов 8-10 и напряжения стабилизации стабилитрона 12, но во всех условиях рабочий ток выходного транзистора 2 превьшгает рабочий ток входного транзистора 1 на величину, определяемую вьфажением

-5г - -э1

где I,,, и 1,- з.миттерные токи соотвственно выходного и . входного транзисторов

2 и 1. .

При поступлении входного сигнала происходит смещение рабочей точки входного транзистора 1, которое отслеживается в его коллекторной нагрузке и уже усиленный сигнал через

конденсатор 7 подается на базу выходного транзистора 2, выполняющего роль эмиттерного повторителя, с выхода которого через разделительньй конденсатор 15 усиленный сигнал поступает на сопротивление 16 нагрузки.

Суммарный коэффициент усиления кас кодного усилителя можно записать в ввде

,- KO

5

0

5

0

5

0

}5

JO

.

0

5

где коэффициент Усиления схемы

с об|цим эмиттером, выполненной на входном транзисторе I; коэффициент передачи схемы с общим коллектором, вьшол- ненной на выходном транзисторе 2.

К - -

,

где R,Re Н f 5 I м.ок сопротивление нагрузки каскада с общим эмиттером;

Rgg- сопротивление элемента 3 частотной коррекции на частоте усиливаемого сигналаi R - входное сопротивление выходного транзистора 2;

Гд| - сопротивление эмиттерного

перехода входного транзистора 1 .

R,6llR2 РГеГЙ +Рвых ок .

где R8bi)i.oK z f «/Р выходное сопротивление каскада с общим коллектором; |2 - коэффициент усиления тока.

8..0К ()

Знаком 11 обозначено параллельное соединение указанных резисторов, а числовой индекс соответствует номеру позиции на чертеже.

Зависимость Кд,от температуры свя- чана с нестабильностью г, , так как

СТ

Э, - т- 4

где - коэффициент, не зависящий от. температуры и равный отношению постоянной Больцмана (k) к заряду электрона (q); 14 - ток источника 4 тока с

регулируемым температурным коэффициентом; Т - абсолютная температура

по шкале Кельвина, Пусть зависимость Т, от температуры описывается выражением

,

где . ,-- - температурный коэффици- ° ент источника 4 тока; 1 - значение тока 1 при темпер атуре Т 298°К (или +25°С).

3

Таким образом,

т

, |;к:с с

Задав необходимый температурный коэффициент тока , можно полностью исключить зависимость К., от температуры, обусловленную нестабильностью

,Стабильность может быть обеспечена при условии Reb,,.o,(T). РВЬ-ХОК представляется в виде двух слагаемых: RH/P причем, если вьшолне но условие зависимости тока 1 от температуры, то г f (Т) .

Таким образом, источником- нестабильности Крдявляется только влияние входного сопротивления выходного тразистора 2.

Итак, при изменении температуры окружающей среды изменяются параметры Гд и |3 входного и .выходного транзисторов 1 и 2. Одновременно изменяется ток источника 4 тока на величину Л1, 9 максимально компенсирующую уходы Коэ связанные с изменением r-ji и RB.OK ( нестабильность р выходного транзистора 2). При этом ток I.J, изменяется на величину А, ul:ji5 которая также максимально компенсирует уходы Кдц, связанные с изменением R выходного транзистора 2..

Для схемы характерно не только , , но и возможность нормировать эти величины, выбирая резисторы 6 и 10 в нормальных условиях, причем их выбор не влияет на задание .

Признак, связанньш с подключением резистора 10 к вьскоду параметрического стабилизатора 11 напряжения, позволяет, не наруп1ая описанной вьше динамики работы каскодного усилителя .на постоянном токе, дополнительно ис142580У

ключить зависимость К, питающих напряжений.

от изменения

Формула изобретения

Каскодный усилитель, содержащий входной транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, эмиттер которого через последовательно соединенные элемент частотной коррекци, и источник тока соединен с первой шиной источника питания, выходной транзистор, включенный по схеме с общим коллектором, база которого через резис тор смещения соединена с второй шиной источника питания и коллектором выходного транзистора, к оллектор входного транзистора соединен с первым выводом резистора и через конденсатор - с базой выходного транзистора, а также параметрический стабилизатор, включенный между первой и второй шинами источника питания, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента усиления по напряжению в широком температурном диапазоне при одновременном повьш1ении нагрузочной способности, между базой

выходного транзистора и коллектором входного транзистора введен дополнительный резистор смещения, между эмиттером выходного транзистора и выходом параметрического стабилизатора

введены последовательно соединенные первый и второй дополнительные резисторы, точка соединения которых подключена к второму выводу основного резистора и через введенный блокирующий конденсатор - к общей шине, при этом источник питания вьтолнен со средней точкой, соединенной с общей шиной, эмиттер выходного транзистора является выходом каскодного усилителя, а источник тока выполнен с регулируемым температурным коэффициентом.

Изобретение относится ц радиотехнике. Цель изобретения - повьше-г кие стабильности коэф. усиления по напряжению в широком температурном диапазоне при одновременном повышении нагрузочной способности, Каскод- ный у-ль содержит входной 1 и выходной 2 транзисторы, эл-т 3 частотной коррекции, источник 4 тока, резисторы 5 и 6 смещения, конденсатор 7, резисторы 8, 9 и 10, параметрический стабилизатор II, блокирукнций 14 и разделительный 15 конденсаторы и резистор. 16 нагрузки. При поступлении входного сигнала происходит смешение рабочей ТО.ЧКИ транзистора 1, которое отслеживается в его коллекторной нагрузке, и уже усиленный сигнал через конденсатор 7 подается на базу транзистора 2, выполняющего роль змиттерного повторителя. С его выхода усиленный сигнал поступает через конденсатор 15 на резистор 16 нагрузки. Цель достигается за счет обеспечения компенсации нестабильности коэф. усиления при изменении температуры окружающей среды. 1. ил. I l С

Редактор Е.Папп

Составитель И.Водяхина Техред А.Кравчук

Заказ 4782/54

Тираж 928

ВНИИПИ Государстве-нного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор С,Черни

Подписное