Комплементарный выходной каскад УМ по схеме Дарлингтона

Способы задания напряжения смещения в комплементарном выходном каскаде УМ

Один из способов задания напряжения смещения иллюстрируется на рисунке 5.14, а. Падение напряжения на диодах и составляет примерно В. При этом напряжении через транзисторы Т1 и Т2 течет небольшой ток покоя Для повышения входного сопротивления схемы диоды можно заменить эмиттерными повторителями (рисунок 3.14, б).

а б

Рисунок 3.14 – Задание начального смещения: а – с помощью диодов; б – с помощью транзисторов

В рассмотренных схемах формирования напряжения смещения с диодами ток не может протекать со входа в цепи баз выходных транзисторов. Поэтому ток базы выходных транзисторов должен быть задан с помощью источника постоянного тока. Величина постоянного тока должна быть больше максимального базового тока транзисторов Т1 и Т2, чтобы диоды и (и соответственно транзисторы Т3 и Т4 на рисунке 3.14, б) при максимальном входном сигнале не запирались. По этой причине не следует заменять источники постоянного тока резисторами, поскольку ток в этом случае будет убывать при возрастании входного сигнала.

Но иногда, с целью упрощения схемы, генераторы тока и заменяют постоянными резисторами. Тогда ток через резисторы выбирают в несколько раз больше максимального тока базы транзисторов и .

Наиболее предпочтительной является схема, в которой ток при возрастании входного сигнала увеличивается. Такая схема изображена на рисунке 3.15, а.

а б

Рисунок 3.15 – Задание начального смещения: а - с помощью полевых транзисторов; б – с помощью токового зеркала

Полевые транзисторы Т3 и Т4 включены в ней по схеме истоковых повторителей. Разность истоковых напряжений полевых транзисторов благодаря отрицательной обратной связи по току устанавливается равной около 1,4 В. Для рассмотренной схемы подходят полевые транзисторы, ток стока которых при напряжении отсечки В составляет несколько миллиампер.

К сожалению, у данной схемы есть определенные недостатки, вытекающие из того, что полевые транзисторы имеют достаточно большой разброс параметров от экземпляру к экземпляру. Поэтому в данной схеме необходимо применять согласованные пары транзисторов. Согласованными называют транзисторы, имеющие близкие (отличающиеся не более чем на 10%) параметры. Такие элементы выпускаются обычно парами и значительно дороже одиночных транзисторов. Они могут выпускаться и в едином корпусе, тогда они называются сборками согласованных транзисторов. Согласованные транзисторы впускаются как биполярные, так и полевые.

Использование пар согласованных биполярных транзисторов позволяет организовать ток через диоды смещения с помощью так называемого токового зеркала. Схема с генераторами тока на токовых зеркалах показана на рисунке 3.15, б. Данная схема позволяет строго задать ток через диоды с резисторами , . Их величина может быть строго рассчитана и не зависит от разброса параметров транзисторов. В данной схеме величина этих резисторов определяется по формуле

, . (3.49)

В рассмотренных до сих пор схемах ток в нагрузке может составлять несколько десятков миллиампер. При необходимости получения больших выходных токов следует применять транзисторы с более высокими допустимыми токами. Для этих целей можно использовать составные транзисторы по обычной или комплементарной схеме Дарлингтона.

На рисунке 3.16 приведена принципиальная схема усилителя мощности, в которой используется принцип Дарлингтона. Схема Дарлингтона состоит из двух пар транзисторов: T1, Т2 и Т3, Т5.

Рисунок 3.16 – Комплементарная схема Дарлингтона

При работе этой схемы в режиме АВ установка тока покоя связана с определенными затруднениями, поскольку необходимо скомпенсировать четыре зависящих от температуры напряжения база-эмиттер. Этого можно избежать, задавая ток покоя только для предоконечных транзисторов Т1 и Т5. При этом мощные выходные транзисторы Т2 и Т4 будут открываться лишь при больших выходных токах.

С этой целью величину напряжения смещения выбирают такой, чтобы падение напряжения на резисторах R1 и R2 составляло около 0,4 В, так что В. В этом случае выходные транзисторы даже при высокой температуре перехода оказываются запертыми.

Дата добавления: 2014-11-18