Усилитель мощности на транзисторах Советский патент 1982 года по МПК H03F3/20 H03K5/02 

(54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

Изобретение относится к радиотехнике.

.Известен усилитель мощности с трансформаторным входом и №-количеством источников питания, выполненный на транзисторах по двухтактной схеме, содержащий в каждом плече N транзисторов, соединенных последовательно по постоянному току, в котором база первого транзистора каждого плеча соединена с эмиттером через последовательно включенные резистор и обмотку трансформатора, а база каждого последующего транзистора через дополнительную обмотку трансформатора и диод подключена к эмиттеру предыдущего транзистора 1.

Недостатком такого усилителя является низкая выходная мощность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является усилитель мощности, содержащий мостовой каскгщ из четырех транзисторов, два из которых соединены между собой по схеме триггера, а в диагональ мостового каскада включена нагрузка, двухтактный коммутатор, состоящий из N-каналов, в из которых вклю чены три транзистора, база первого из которых соединена с его эмиттером через один резистор, а через другой резистор с коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с его базой через третий резистор, база третьего транзистора соединена с делителем напряжения, включенным в диагональ мостового каскада, а его коллектор через четвертый резистор соединен с базой второго транзисто10ра, и N-источников питания 2,

Однако данный усилитель имеет относительно низкий КПД.

Цель изобретения - увеличение КПД.

Поставленная цель достигается тем,

15 что в усилитель мощности, содержащий мостовой каскад из четырех транзисторов, два из которых соединена между собой по схеме триггера,а в диагональ мостового каскада включена на20грузка, двухтактный коммутатор, состоящий из м-каналов, в каждом из которых включены три транзистора, база первого из которых соединена с его эмиттером через один резистор, а

25 через другой резистор с коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с его базой через трети резистор, база третьего транзистора соединена с делителем напряжения,

30 включенным в диагональ мостовоп) кяскэда, а его коллектор через четвертый резистор соединен с базой второго транзистора, и N-источников питания, введены N-диодов, включенных между выходами соответствующих источников питания и эмиттерами первых транзисторов коммутатора, а эмиттеры вторых и третьих транзисторов двухтактного коммутатора соединены .соответственно с эмиттерами первого и второго и коллекторами третьего и четвертого транзисторов мостового каскада.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема усилителя.

Он содержит бестрансформаторный мостовой каскад на транзисторах 1-4, двухтактный коммутатор, состоящий из транзисторов 5-22 и резисторов 23-55| диоды 56-59. Па чертеже также показаны источники питания 60-63.

Входные сигналы поданы на входы 64 и 65. Трансформаторы 3 и 4 включены по схеме триггера и работают в ключевом режиме.

В диагональ мостового каскада включена нагрузка 66.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу одной диагонали усилителя мощности (другая диагональ работает аналогично). На схеме выделен один канал коммутатора на транзисторах 7, 11, 17 и резисторах 25, 29, 35, 44, 52 и 55, 49, другие каналы выполнены аналогично. Параллельно нагрузке 66 подключен резистивный делитель из резисторов 49, 52 55, при этом соотношение резисторов выбрано так, что при достижении выходным напряжением величины несколько меньшей напряжения источника 63, начинает открываться транзистор 17 и потенциал его коллектора возрастает, что ведет к отпиранию ТЕанзистора 11 и, как следствие, к отпиранию транзистора 7. При этом потенциал голлектора транзистора 7 повышается, так как подключается сумма источников 62, 63. Увеличение потенциала передается через промежуток коллектор-эмиттер транзистора 11 на базу транзистора 7, что еще более отпирает его и т.д.

Таким образом, в канале коммутатора возникает положительная обратная связь - коллектор транзистора 7, .эмиттер-коллектор транзистора 17 и резистор 4, база-коллектор транзис тора Ни резистор 44, база-коллектор транзистора 7. Так как при работ данной диагонали транзистор 1 работает в активной области и является генератором тока по отношению к нагрузке, то напряжение на нагрузке, а, следовательно, на переходе база-эмиттер транзистора 17, определяется то|лько входным сигналом и не зависит от состояния транзистора 7, положительная обратная связь в схеме направлена только на уменьшение времени переключения канала коммутатора и гистерезис отсутствует.

При подаче сигнала на базу транзистора 1 открывается транзистор 4, при этом потребляется ток от источника 63 через диод 59. Как только сигнал на нагрузке достигнет величины, несколько меньшей напряжения источника 63, срабатывают транзисторы 7, 11 и 17, при этом через диод 58 и открытый транзистор 7 к одному выводу нагрузки подключается сумма напряжений источников 62 и 63. Диод 59 в этом случае запирается и преграждает поступление токы. через транзистор 4. При дальнейшем усилении и достижении выходного напряжения величины, несколько меньшей суммы напряжений источников 62 и 63, срабатывает следующий канал ком1.1утатора, и усилитель переходит на питание от трех источников 61, 62 и 63 и т.д. Таким образом, последовательно с работающей диаго 1алью моста включен все время только один промежуток коллекторэмиттер коммутирующего транзистора и диод, вследствие этого повышается КПД и увеличивается выходная мощност усилителя.

Формула изобретения

Усилитель мощности на транзисторах, содержащий мостовой каскад из четырех транзисторов, два из которых соединены между собой по схеме триггера, а в диагональ мостового каскада включена нагрузка, двухтактный коммутатор, состоящий из N-каналов, в каждом из которых включены три транзистора, база первого из которых соединена с его эмиттером через один резистор, а через другой резистор с коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с его базой через третий резистор, база третьег транзистора соединена с делителем напряжения, включенным в диагональ мостового каскада, а его коллектор через четвертый резистор соединен с базой второго транзистора, и М-источников питания, отличающийс я тем, что, с целью увеличения КПД в него введены N-диодов, включенных между выходами соответствующих источников питания и эмиттерами первых транзисторов коммутатора, а эмиттеры вторых и третьих транзисторов двухтактного коммутатора соединены соответственно с эмиттерами первого и второго и коллекторами третьего и четвертого транзисторов мостового каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 305552, кл. Н 03 К 5/02, 06.12.68.