ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ Советский патент 1973 года по МПК H03F3/26 

1

Изобретение относится к усилителям мощности на транзисторах.

Данный усилитель может быть использован в мощных выходных устройствах радиоаппаратуры различного назначения.

Известен двухтактный усилитель мощности, содержащий входной каскад на транзисторах разных типов проводимости, выходной каскад на транзисторах одного типа проводимости и управляющий транзистор.

Цель изобретения - повыщение стабильности режима работы усилителя и защита выходных транзисторов от перегрузки. Достигается она тем, что в предлагаемом усилителе эмиттеры транзисторов входного каскада соединены непосредственно с базой транзистора выходного каскада, включенного по схеме с общим коллектором, а база одного из транзисторов входного каскада подключена через два последовательно соединенных резистора к коллектору управляющего транзистора.

На чертеже приведена принципиальная схема двухтактного усилителя мощности.

Усилитель содержит входной транзистор р-п-р типа /, транзистор п-р-п типа 2, выходные транзисторы п-р-п типа 3 -я 4, управляющий транзистор 5, источник сигнала 6, цепи смещения 7 и 5, резисторы 9-16, конденсаторы 17-19; нагрузку 20, стабилитроны 21 и 22.

Предлагаемый двухтактный усилитель мощности звуковой частоты содержит во входном каскаде транзисторы / и 2, в выходном - транзисторы 3 4 W. управляющий транзистор 5. База транзистора / соединена с источником сигнала 6 и цепью смещения 7, коллектор - с полюсом а источника питания

через резистор 9. Эмиттер транзистора / подключен к эмиттеру транзистора 2 и базе выходного транзистора 3 непосредственно, а к базе транзистора 2 - через конденсатор 17 и резистор 10. Общая точка соединения резистора 10 и конденсатора 17 подключена через резистор //к полюсу а источника питания. База транзистора 2 соединена через резисторы /2 и 13 с коллектором управляющего транзистора 5, а через резистор 12 и конденсатор 18 - с общей точкой эмиттера транзистора 3 и коллектора транзистора 4. Эта же точка соединена с нагрузкой 20, а через конденсатор 19 и резистор 14 - с базой управляющего транзистора. База управляющего

транзистора подключена через резистор 15 и цень смещения 8 к полюсу б источника питания, а через резистор 15 и стабилитрон 21 - к общей точке соединения эмиттера транзистора 5, коллектора транзистора 3 и резистора 16. Последний другим своим концом под3ключей к полюсу б источника питания. Коллектор транзистора 2 соединен с полюсом б источника питания. Эмиттер и база выходного транзистора 4 соединены через стабилитрон 22 и резистор 9 с полюсом а источника пита-5 ния. База транзистора 4 соединена с коллектором входного транзистора / непосредственно. В режиме покоя ток через транзисторы 1-5 задается цепями смещения 7 -я 8, ста-Ю билитроном 22 и резисторами 16, 9, 10 и 11. Ток эмиттера транзистора 5 задается цепью смещения 7 и резисторами 10 и 11, а ток через транзисторы / и 2 - стабилитроном 22, включенным в прямом направлении, и рези-15 стором 9. При этом ток через резисторы 10 vi 11 задается больше возможного максимального обратного тока коллектора транзистора 2. Если обратный ток коллектора транзистора 2 меньше тока его базы, то резисторы20 10, 11 и конденсатор 17 необязательны. Благодаря тому, что все транзисторы находятся в петле отрицательной обратной связи по постоянному току и коллектор управляющего транзистора 5 соединен непосредствен-25 но с базой транзистора 2, коэффициент нестабильности выходного тока коллектора транзистора 4 значительно меньше единицы, ток покоя транзисторов 5 и 4 жестко стабилизирован. Например, увеличение выходного30 тока коллектора транзистора 3 вызывает уменьшение тока эмиттера и, соответственно, тока коллектора транзистора 5, благодаря чему снижается напряжение смещения на участке эмиттер-база транзистора 2 и умень-35 щается ток его эмиттера и, соответственно, ток коллектора входного транзистора 1. Этот ток, лроходя через резистор 9, уменьшает напряжение смещения на участке база-эмиттер транзистора 4. При этом ток коллектора тран-40 зистора 3 уменьшается, чем и достигается стабилизация выходного тока коллектора этого транзистора. В динамическом режиме, когда на базу транзистора / поступает сигнал от источника45 сигналов 6, в один полупериод входного сигнала на нагрузку 20 работают транзисторы 1 а 4, ъ другой полупериод - транзисторы 1, 4, 2 н 3. При этом входной сигнал на базу транзи-50 стора 2 приходит с выхода усилителя через конденсатор 18 и резистор 12. Несмотря на большую несимметричность плеч усилителя по усилению тока для различных полупериодов входного сигнала нелинейные искажения55 .достаточно малы благодаря глубокой отрицательной обратной связи по току и напряжению. В полупериод работы транзисторов / и 4 эта связь осуществляется через участок эмиттер-база транзистора 3, который пол-60 ностью не закрывается .вследствие того, что с выхода усилителя поступает дополнитель4ный сигнал на базу транзистора 5 через конденсатор 19 и резистор 14. При этом транзистор 5 в области большого сигнала входит в насыщение, а ток, поступающий через резисторы 12 и 13, приоткрывают транзисторы 2 и 5. В полупериод работы транзисторов 1, 4, 2 и 3 на нагрузку вначале включаются транзисторы 1 и 4. Ток через транзисторы уменьшается; при этом эмиттерные токи транзисторов 2 и 3 растут благодаря тому, что сигнал с выхода усилителя поступает на базу транзистора 2 через конденсатор 18 и резистор 12. Коллекторный ток транзистора 3 замыкается через стабилитрон 21, включенный в прямом направлении, и низкоомную цепь смещения 8, выполненную, например, также на стабилитроне. При этом коллекторный ток транзистора 5 уменьшается и замыкается на нагрузку через резистор 13 и конденсатор 18. С помощью конденсатора 17 следящей обратной связи и резистора 10 уменьшается шунтирующее действие резистора 11 на сигнал, поступающий на базу транзистора 2 с выхода усилителя. Для этого полупериода обратная связь по переменному току и напряжению осуществляется через транзисторы /, соответственно. Защита выходных транзисторов от перегрузки достигается тем, что сигнал переменного тока на выходе в момент короткого замыкания нагрузки исчезает. Поэтому переменный ток на базы транзистора 2 и управляющего транзистора 5 через конденсаторы 18 и 19 и резисторы 12 и 14 соответственно не поступает, что и обеспечивает защиту выходных транзисторов 5 и 4. Уменьшение тока короткого замыкания достигается за счет подключения коллектора транзистора 2 к общей точке соединения эмиттера и коллектора управляющего и выходного транзисторов, Предмет изобретения Двухтактный усилитель мощности, содержащий входной каскад на транзисторах разных типов проводимости, выходной каскад на транзисторах одного типа проводимости, один из транзисторов которого включен по схеме с общим коллектором, а другой - по схеме с общим эмиттером, и управляющий транзистор, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности режима работы усилителя и защиты выходных транзисторов от перегрузки, эмиттеры транзисторов входного каскада соединены непосредственно с базой транзистора выходного каскада, включенного по схеме с общим коллектором, а база одного из транзисторов входного каскада подключена через два последовательно соединенных резистора к коллектору управляющего транзистора.