Лекция 9 выходные усилительные каскады в зависимости от рабочей точки усиливающего транзистора различают схемы, работающие в режимах класса а, в, с:

I_K

A

C B AB U_БЭ(I_Б)

• А – транзисторы открыты все время;

• В – рабочая точка совмещена с началом координат, транзисторы открыты в полупериоде;

• С – рабочая точка смещена в область отсечки.

• АБ – схема переходного класса, при помощи цепей смещения транзисторы открыты в промежуток времени при переходе сигнала через 0.

Входной синусоидальный сигнал в схемах этих классов преобразуется следующим образом:

U_вх

A

B

C

t

Усилительные каскады являются важной составляющей частью операционных усилителей (оу), в частности, выходные усилительные каскады. Требования к выходным каскадам оу:

1. Большой выходной ток.

2. Большое выходное напряжение.

3. Низкое выходное сопротивление.

4. Малая рассеиваемая мощность.

В схемах выходных каскадов необходима защита всей схемы от разрушений при коротких замыканиях выхода на любой из полюсов питания.

В основе усилительных выходных каскадов чаще всего лежат схемы эмиттерных повторителей (ЭП). Эти схемы потребляют большую мощность и усиление по току в них - всего в  раз. На базе схем ЭП строятся каскады, в которых выполняются практически все перечисленные требования.

Класс А. Простые ЭП. Эти схемы отличает большая потребляемая

мощность и в режиме покоя, большие коэффициенты усиления, отсутствие

искажений (нелинейности) выходного сигнала.

вх вых

Класс Б. ЭП, не смещенный внешним источником, в котором транзистор открывается входным сигналом. Если это п-р-п –транзистор, проходит положительная полуволна,

если р-п-р - отрицательная. Для отрабатывания полного периода входного сигнала

применяется модификация ЭП: комплементарные двухтактные ЭП. Передача на

выход сигналов отпирающей полярности происходит через Т1, а запирающей –

через Т2. В этой схеме существенны нелинейные искажения при работе с сигналами,

амплитуда которых меньше или сравнима с величиной U_БЭ.

Т1

U Вх. сигнал Вх вых

Вых.сигнал искажение Т2

t

Устранение нелинейностей в двухтактной схеме достигается при помощи

обеспечения начального смещения порядка  2U_БЭ диодами (см. схему ниже).

Рабочая точка этого усилителя соответствует классу АБ. +

Т1

В качестве р-n-р- транзистора можно использовать латеральный

транзистор или даже паразитный транзистор на подложку. вых

Для увеличения _р используют составные транзисторы. Т2

Вход

-

выход

вход

Для температурной стабилизации выходного каскада +

применяют эмиттерные резисторы. Номиналы резисторов

п одбирают таким образом, чтобы обеспечить нужный ток

п окоя 9U_R  0.1 В 0.

К роме того, важно, что эти резисторы ограничивают ток в Т3 Т1

в ыходном каскаде в случае КЗ, если поставить сочетание

о граничивающих резисторов с транзисторами Т3, Т4, то

п адение напряжения на резисторах не превысит U_{БЭнас. вых} Класс

Д ля поступления на базы комплементарной пары одновре-

м енного сигнала применяют шунтирующий конденсатор С =1 мкФ Т4

Т2

Т1 вход

С нагрузка -

Т2

Симметричная нагрузка может увеличить еще в 2 раза коэффициент усиления.

Схемы класса С. Смещение рабочей точки в область отсечки позволяет изменить форму выходного сигнала. Используя во входной цепи дифференцирующую цепочку, на выходе получим практически импульсную форму сигнала.

вход

выход

56