МОСТОВОЙ УСИЛИТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК H03F3/20 

Устройство относится к области электронных усилителей, в частности к мостовым усилителям и быть использовано в качестве мощного выходного бестрансформаторного каскада усилителя низкой частоты с широтно-импульсной модуляцией.

Известно аналогичное устройство, содержащее в каждом плече силовой трансформатор, база которого связана с коллектором или эмиттером своего управляющего транзистора.

Однако такое устройство характеризуется невысоким к. п. д. и недостаточной надежностью срабатывания в широком температурном диапазоне.

Описываемое устройство отличается от известного тем, что в нем каждое плечо выполнено с дополнительным транзистором, при этом в одной паре плеч базы последних связаны между собой посредством резисторов, а их коллекторы подключены к базам силовых транзисторов, в другой паре плеч каждый из дополнительных транзисторов одного плеча связан с базой управляющего транзистора другого плеча посредством соответствующего резистора, а их коллекторы также подключены к базам своих силовых транзисторов. Это позволяет повысить к. п. д. и надежность срабатывания устройства в щироком температурном диапазоне.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство собрано по мостовой схеме на четырех силовых транзисторах /-4 одного типа проводимости, два из которых /, 2 включены по схеме с общим коллектором, а два других 3, 4 - по схеме с общим эмиттером.

Включение силовых транзисторов 1-4 осуществляется замыканием цепей база - коллектор этих транзисторов через открытые управляющие транзисторы 5-8, два из которых 5, 6 имеют обратную проводимость по отношению к проводимости силовых транзисторов, а два других 7,8 - такую Hie, как и проводимость силовых транзисторов.

Открытое состояние управляющих транзисторов 5-8 обеспечивается протеканием тока через поочередно открытые входные транзисторы 9, 10 и резисторы //-16, два из которых 13, 14 имеют высокоомное сопротивление

(они определяют величину этого тока), а

остальные резисторы 11, 12, 15, 16 - низкоомные.

Управляющие транзисторы 5-8 включены

по схеме с общим эмиттером, что позволяет без применения опорных источников смещения перевести их в состояние насыщения, которое характеризуется равенством потенциалов база-коллектор и тем самым обеспечить

открывания ненасыщенных силовых транзисторов.

bo включенном состоянии одновременно находятся два диагонально расположенных силовых транзистора 1, 4 или 2, 3, а вторые два транзистора выключены. Выключение силовых транзисторов 1, 4 или 2 3 осуществляется выключением управляющих транзисторов 5, 8 или 6, 7, размыкающих питание базовых цепей силовых транзисторов.

Цепи база-эмиттер выключенных управляю щих транзисторов 5, 6 замкнуты через низкоомные резисторы 11, 12, которые включены в коллекторные цепи входных транзисторов 9, 10. Во время выключенного состояния управляющих транзисторов 7, 8 их цепи база-эмиттер замкнуты через низкоомные резисторы 15, Ib, которые включены в эмиттерные цепи входных транзисторов 9, 10.

К цепям база-эмиттер силовых транзисторов i-4 подключены цепи коллектор-эмиттер дополнительных транзисторов П-20 такого же типа проводимости, как проводимость силовых транзисторов. Цепи база-эмиттер дополнительных транзисторов П, 18 подключены к низкоомным резисторам 21, 22 соответственно, а между базами транзисторов 17 и /iS подключен высокоомный резистор 2 /который определяет ток в цепи этих резисторов. Резисторы 21-23 представляют собой делитель напряжения, который подключен параллельно сопротивлению нагрузки 24. Базовые цепи дополнительных транзисторов 19, 20 подключены через резисторы 25, 26 к базовым выводам управляющих транзисторов 8 и 7 соответственно и к резисторам 15, 16.

Работает устройство следующим образом.

Управляющий сигнал поступает на входы 27, 2ii в противофазе таким образом, что если включен один входной транзистор, то другой входной транзистор выключен.

При включенном входном транзисторе 9 включены управляющие транзисторы 5, S и силовые транзисторы 1, 4. Через открытые силовые транзисторы 1, 4 и делитель напряжения, состоящий из резисторов 21-23, протекает ток, который обеспечивает закрытое состояние дополнительного транзистора П и открытое состояние дополнительного транзистора 18. В рассматриваемом состоянии включен также дополнительный транзистор 19, а дополнительный транзистор 20 выключен. Выключенные транзисторы 17 и 20 на работу схемы влияния не оказывают, а включенные транзисторы 18 и 19, которые нри этом находятся в режиме насыщения, обеспечивают низкоомное сопротивление в цепях база - эмиттер выключенных силовых транзисторов

2, 3, близкое к короткому замыканию.

Если управляющим сигналом открыт входной транзистор 10, а входной транзистор 9 закрыт, то состояние всех транзисторов схемы изменится на обратное. В этом случае

включены транзисторы 2, 3, а транзисторы /, 4 выключены. При этом открытые транзисторы 17 и 20 обеспечивают низкоомное сопротивление, близкое к короткому замыканию, в цепях база-эмиттер выключенных транзисторов 1 и 4.

Применение дополнительных транзисторов Г/-20 позволяет обеспечить минимальный по величине начальный коллекторный ток сило,вых транзисторов выходного каскада, рабогающего в режиме переключения, примерно равный обратному току коллектора этих транзисторов в широком температурном диапазоне.

предмет изобретения

Мостовой усилитель, содержащий в каждом плече силовой транзистор, база которого связана с коллектором или эмиттером своего

управляющего транзистора, отличающийся гем, что, с целью повышения к. п. д. и надежности срабатывания устройства в широком температурном диапазоне, каждое плечо выполнено с дополнительным транзистором,

при этом в одной паре плеч базы последних связаны между собой посредством резисторов, а их коллекторы подключены к базам силовых транзисторов, в другой паре плеч каждый из дополнительных транзисторов одного

плеча связан с базой управляющего транзистора другого плеча посредством соответствующего резистора, а их коллекторы также подключены к базам своих силовых транзисторов.