Усилитель мощности

 

Использование: в радиотехнике в качестве экономичных электронных устройств. Сущность изобретения: в усилитель мощности, содержащий первый и второй МДП-транзисторы с индуцированным n-каналом, включенные по двухтактной схеме, к затворам которых подключены выводы вторичной обмотки входного трансформатора, средняя ее точка - через истоки транзисторов к общей шине, а истоки транзисторов - к выводам первичной обмотки выходного трансформатора, введены включенные в каждом канале между затвором транзистора и его базой последовательно соединенные дополнительная вторичная обмотка входного трансформатора и первый диод, а также последовательно соединенные второй диод и резистор, причем аноды диодов подключены к затвору транзистора и его базе соответственно. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при создании экономичных электронных усилительных устройств.

Цель изобретения - повышение КПД усилителя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема усилителя.

Усилитель мощности содержит МДП-транзисторы 1 и 2 с индуцированным n-каналом, включенные по двухтактной схеме, с входным 3 и выходным 4 трансформаторами, при этом выводы первичной обмотки входного трансформатора 3 являются выводами для подачи входного сигнала, а вторичная обмотка подключена к затвором МДП-транзисторов 1 и 2, истоки которых подключены к общей шине и средней точке вторичной обмотки входного трансформатора 3, стоки подключены к выводам первичной обмотки выходного трансформатора 4 соответственно, средняя точка которого соединена с соответствующей шиной питания, а между выводами вторичной обмотки выходного трансформатора 4 включено сопротивление нагрузки 5, в каждом плече между затвором и подложкой введены последовательно соединенные дополнительные вторичная обмотка входного трансформатора 3 и первые диоды 8 и 9 соответственно, а также последовательно соединенные каждый второй диод 10 и 11 соответственно с резисторами 6 и 7, при этом аноды диодов 8 и 9 подключены к подложке МДП-транзисторов 1 и 2, а диоды 10 и 11 - к затворам тех же транзисторов.

Устройство работает следующим образом.

На первичную обмотку трансформатора 3 поступает входной переменный сигнал Vвх. При наличии положительной полуволны напряжения на затворе МДП-транзистора 1 он открывается. При этом через диод 11 и токоограничивающий резистор 6 положительный сигнал поступает и на подложку (базу), вызывая открывание n-p-n-транзистора, входящего в МДП-транзистор 1. Коллектором этого n-p-n-транзистора является сток, эмиттером - исток, а базой - подложка. В результате будут открыты биполярная и МДП-структуры, параллельное включение которых и образует МДП-транзистор 1. При этом ток будет протекать по цепи клемма источника питания - верхняя часть первичной обмотки трансформатора 4 - МДП-транзистор 1 - общая шина. Поскольку в рассматриваемом режиме на затвор и подложку (через диод 9) МДП-транзистора 2 поступает отрицательная полуволна напряжения, он будет закрыт, поскольку будут заперты и МДП-, и биполярная n-p-n-структуры в МДП-транзисторе 2. Наличие большого отрицательного напряжения (с дополнительных витков вторичной обмотки трансформатора 3) на подложке МДП-транзистора 2 приводит к увеличению порогового напряжения по его затвору, т.е. МДП-транзистор 2 будет сильно заперт (будет находиться в режиме глубокой отсечки).

При изменении полярности напряжения Uвх, когда на затворе и подложке МДП-транзистора 1 будет присутствовать отрицательная полуволна, а на затворе и подложке МДП-транзистора 2 - положительная, состояния МДП-транзисторов 1 и 2 изменяются на противоположные и ток течет по цепи клемма источника питания - нижняя часть первичной обмотки трансформатора 4 - МДП-транзистор 2 (представляющий параллельное включение МДП- и биполярной n-p-n-структур) - общая шина. Таким образом, на нагрузке 5 будет выделяться переменный сигнал. Поскольку мощные МДП-транзисторы обладают значительно более высоким быстродействием, чем биполярные, то при воздействии положительной полуволны Uвх сначала в МДП-транзисторе (1 или 2) будет открываться МДП-структура, а уже потом - биполярная. В результате динамические потери усилителя в основном будут определяться МДП-транзистором и окажутся небольшими. Основным недостатком мощного МДП-транзистора является более высокое остаточное напряжение в открытом состоянии (по сравнению с биполярным транзистором), что приводит к повышенным потерям в статическом режиме для МДП-усилителей мощности. В предложенном устройстве в статическом состоянии именно биполярная n-p-n-структура будет шунтировать МДП-структуру, в результате чего и будут иметь место лишь малые потери энергии, обусловленные малым остаточным напряжением n-p-n-транзистора.

Таким образом, за счет малых потерь энергии как в статическом, так и в динамическом режимах реализуется повышение КПД устройства.

Формула изобретения

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий первый и второй МДП-транзисторы с индуцированным n-каналом, включенные по двухтактной схеме, с входным и выходным трансформаторами, при этом выводы первичной обмотки входного трансформатора являются выводами для подачи входного сигнала, а вторичная обмотка подключена к затворам первого и второго МДП-транзисторов, истоки которых подключены к общей шине и к средней точке вторичной обмотки входного трансформатора, стоки подключены к выводам первичной обмотки выходного трансформатора соответственно, средняя точка которого соединена с соответствующей шиной питания, а между выводами вторичной обмотки выходного трансформатора включено сопротивление нагрузки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности потерь, в каждом канале между затвором и базой введены последовательно соединенные дополнительные вторичная обмотка входного трансформатора и первый диод, а также последовательно соединенные второй диод и резистор, при этом аноды первого и второго диодов подключены к базе и затвору МДП-транзистора соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1