Усилитель мощности

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в переносных радиовещательных и телевизионных приемниках , магнитофонах. Цель изобретения - стабилизация тока покоя при изменении напряжения питания. Усилитель мощности содержит транзисторы 1-4 выходного двухтактного каскада, транзисторы 8,9 входного двухтактного каскада, делитель напряжения на резисторах 10. 11, резисторы 12-14. Цель достигается за счет введения резисторов 13.14 и выполнения эмиттерной нагрузки транзистора 8 в виде делителя напряжения, отвод которого через резистор 14 соединен с транзистором 9, при этом величина напряжения между эмиттерами транзисторов 8 и 9 остается неизменной, что приводит к стабилизации тока покоя выходного двухтактного каскада при изменении напряжения питания. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з H 03 F 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ы

К ф

М

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823903/09 (22) 07.05,90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Научно-исследовательский технологический институт ™Темп" (72) Ю.А.Зайцев (53) 621.375.026(088.8) (56) Патент США М 4502020, кл. Н 03 F 3/26, 1985. (54) УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в переносных радиовещательных и телевизионных приемниках, магнитофонах. Цель изобретения— стабилизация тока покоя при изменении на,, SU,, 1732425 А1

2 пряжения питания. Усилитель мощности содержит транзисторы 1-4 выходного двухтактного каскада, транзисторы 8, 9 входного двухтактного каскада. делитель напряжения на резисторах 10. 11, резисторы 12 — 14.

Цель достигается за счет введения резисторов 13, 14 и выполнения змиттерной нагрузки транзистора 8 в виде делителя напряжения, отвод которого через резистор

14 соединен с транзистором 9, при этом величина напряжения между эмиттерами транзисторов 8 и 9 остается неизменной, что приводит к стабилизации тока покоя выходного двухтактного каскада при изменении напряжения питания. 1 ил.

4т

1732425

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в переносных радиовещательных и телевизионных приемниках, магнитофонах, Известны усилители мощности, в которых выходные транзисторы включены по схеме с общим эмиттером и структуры их различны. Недостатком этих усилителей является недостаточная стабильность тока покоя при изменении напряжения питания, Наиболее близким к предлагаемому является усилитель, содержащий последовательно соединенные входной двухтактный каскад, выполненный на транзисторах противоположной структуры, включенных по

: схеме с общим коллектором и выходной двухтактный каскад, каждое плечо которого выполнено на первом и втором транзисторах противоположной структуры, включен ных по схеме с общим эмиттером, при этом точка соединения эмиттеров первых транзисторов подключена к первому выводу nepsoro резистора, второй вывод которого является выходом усилителя мощности, а также первую и вторую шины питания, причем база транзистора первого плеча,входного (двухтактного) каскада является входом усилителя мощности.

Известный усилитель имеет сравнительно большое изменение тока покоя при изменении напряжения питания.

При изменении напряжения питания ток через резисторы, подключенные к эмиттерам транзисторов входного каскада, изменяется. При этом изменится напряжение между эмиттерами транзисторов входного каскада. Это приводит к изменению токов коллектора транзисторов выходного каска" да, причем с повышением напряжения пи. тания напряжение между эмиттерами транзисторов входного каскада увеличивается, что приводит к черезмерному разряду автономного источника питания (батарей, аккумуляторов). При пониженном напряжении питания величина напряжения между эмиттерами транзисторов входного каскада недостаточна,. что приводит к увеличению нелинейных искажений из-за перехода выходного каскада из режима AB в режим В (переходные искажения).

Эти недостатки не позволяют использовать усилитель в широком диапазоне рабочих напряжений источника питания.

Целью изобретения является стабилизация тока покоя при изменении напряжения питания.

Для этого в усилитель мощности, содержащий последовательно соединенные входной двухтактный каскад, выполненный на транзисторах противоположной структуры, 5

55 включенных по схеме с общим коллектором, и выходной двухтактный каскад, каждое плечо которого выполнено на первом и втором транзисторах противоположной структуры, выполненных по схеме с общим эмиттером, при этом точка соединения амиттеров первых транзисторов подключена к первому выводу первого резистора, второй вывод которого является выходом усилителя мощности, а также первую и вторую шины питания, причем база транзистора первого плеча входного двухтактного каскада является входом усилителя мощности, введены второй резистор, включенный между базами транзисторов входного двухтактного каскада, эмиттерная нагрузка транзистора первого плеча входного двухтактного каскада выполнена в виде делителя напряжения, между отводом которого и базой транзистора второго плеча включен третий резистор, при этом точка соединения коллекторов вторых транзисторов выходного двухтактного каскада подключена к второму выводу первого резистора, э вторая шина питания является общей шиной.

Сопоставительный анализ с известным показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием дополнительных резисторов, Нэ чертеже приведена принципиальная электрическая схема предложенного усилителя мощности.

Усилитель содержит входной двухтэктный каскад нэ транзисторах 1 и 2 противоположной структуры, включенных по схеме с общим коллектором, между базами которых включен резистор 3, эмиттернэя нагрузка транзистора 1, база которого является входом усилителя, выполнена в виде делителя напряжения нэ резисторах 4 и 5, между отводом которого и базой транзистора 2 включен резистор 6, а эмиттерной нагрузкой транзистора 2 является резистор 7, Выходной двухтэктный каскад, одно плечо которого выполнено нэ транзисторах 8 и 9 противоположной структуры, э другое — нэ транзисторах 10 и 11, включенных по схеме с общим эмиттером, при этом между точкой соединения эмиттеров транзисторов 8 и 10 и точкой соединения коллекторов транзисторов 9 и 11, являющейся выходом усилиteflA, включен резистор 12, Усилитель работает следующим образом, При отсутствии сигнала нэ входе при номинальном напряжении питания ток коллектора транзисторов 9 и 11 (ток покоя) определяется током коллектора транзисторов

8 и 10, который зависит от напряжения база-эммитер этих транзисторов,Ток коллекто1732425 ра транзисторов 1 и 2 входного каскада больше тока коллектора транзисторов 8 и

10. Разность напряжений база-эмиттер для каждого из транзисторов 8 и 10 и транзисторов 1 и 2 можно вычислить по формуле

Л 0ьэ = (no (1)

kT где К - постоянная Больцмана;

q — заряд электрона;

cr — отношение токов, При нормальной температуре и, например, 0 = 100, получим Ь Оьэ = 120.мВ.

Таким образом, для получения требуемого тока покоя необходимо уменьшить напряжение между эмиттерами транзисторов 1 и

2 на 2 Л Оьэ, что осуществляется соответствующим выбором напряжения на резисторе

3, При изменении напряжения питания изменяется ток коллектора транзисторов 1 и 2, который задается сопротивлением резисторов 4, 5 и 7. Оценим величину изменения напряжения база — эмиттер транзистора входного каскада. При расчете по формуле (1) и изменении тока в два раза (о= 2), получим Л Оьэ = 16 мВ. Таким образом, при изменении напряжения питания в два раза, для поддержания неизменной разности напряжений между эмиттерами транзисторов

1 и 2, необходимо изменить напряжение на резисторе 3 на 2 Л 0 э, равной в приведенном случае 32 м В, что соответствует изменению напряжения на резисторе 3 на 13 .

При изменении соотношения сопротивлений резисторов 4 и 5 делителя при неизменной их сумме .ток коллектора транзисторов 1 и 2 не изменится, однако регулируется величина изменения напряжения на резисторах 3 и 6. Таким образом, можно предложить ряд соотношений сопротивления резисторов 4 и 5, каждому из которых соответствует своя величина изменения напряжения на резисторах 3 и 6, однако величина напряжения между эмиттерами транзисторов 1 и 2 может быть установлена одна и та же для каждого из этих случаев выбором соотношения сопротивлений резисторов 3 и 6, Таким образом, может быть выбрано такое соотношение сопротивлений резисторов 4, 5 и 3, 6, при котором изменение напряжения на резисторе 3 равно удвоенной величине изменения напряжения база-эмиттер транзисторов 1 и 2 при изменении напряжения питания, что приводит к стабилизации тока покоя. рую шины питания, причем база транзистора первого плеча входного двухтактного

40 каскада является входом усилителя мощно45 го и базой транзистора второго плеча

50 введен третий резистор, при этом точка соединения коллекторов вторых транзисторов выходного двухтактного каскада подключена к второму выводу первого резистора, а вторая шина питания является общей ши55 ной.

Результаты измерений тока покоя выходного каскада известного и предлагаемого усилителей мощности приведены на фиг.

2, где 1 -зависимость тока покоя выходного каскада известного устройства; 2 — зависимость тока покоя выходного каскада предлагаемого усилителя.

Из графика видно, что пределы изменения тока покоя выходного каскада при изменении напряжения источника питания в пределах 4 — 9 В составляют для известного

0-30 мА, а для предлагаемого усилителя при изменении напряжения источника питания в пределах 2,5 — 15  — 2-9 мА.

Предлагаемый усилитель мощности обладает рядом преимуществ: общим диапазоном рабочих напряжений без осуществления регулировки тока покоя; большей экономичностью из-за малых изменений тока покоя в широком диапазоне рабочих напряжений, Формула изобретения

Усилитель мощности, содержащий последовательно соединенные входной двухтактный каскад, выполненный на транзисторах противоположной структуры, включенных по схеме с общим коллектором, и выходной двухтактный каскад, каждое плечо которого выполнено на первом и втором транзисторах противоположной структуры, включенных по схеме с общим эмиттером, при этом точка соединения эмиттеров первых транзисторов подключена к первому выводу первого резистора, второй вывод которого является выходом усилителя мощности, а также первую и втости, отличающийся тем, что, с целью стабилизации тока покоя при изменении напряжения питания, между базами транзисторов входного двухтактного каскада включен второй резистор, эмиттерная нагрузка транзистора первого плеча входного двухтактного каскада выполнена в виде делителя напряжения, между отводом которо