Специальные схемы усилительных каскадов

Содержание

1.  Усилительные каскады на составных транзисторах

2.  Усилительные каскады с динамическими нагрузками

3.  Каскадные усилители

4.  Многокаскадные усилители. Амплитудно-частотные характеристики многокаскадных усилителей

5.  Переходные характеристики многокаскадных усилителей

6.  Выбор числа каскадов импульсных усилителей

1.  Усилительные каскады на составных транзисторах

Составной транзистор – это сочетание двух или более транзисторов, образующих активный трехполюсник с новыми параметрами и характеристиками.

В интегральных микросхемах формируются составные транзисторы, состоящие в основном из двух активных элементов. На дискретных элементах – могут включать три транзистора. Большее число транзисторов пока не применяется, так как при имеющихся мощностях транзисторов входной транзистор будет работать при малых токах, т. е. в «голодном» режиме, отчего параметры составного транзистора будут сильно зависеть от температуры. Используя известные схемы нормального включения транзисторов (ОИ, ОС, ОЗ и ОЭ, ОК, ОБ) можно получить различные составные транзисторы:

– два биполярных транзистора одного или разного типов проводимости;

– биполярный и полевой транзисторы;

– два полевых транзистора с одинаковыми или противоположными проводимостями каналов.

Рассмотрим различные варианты составных транзисторов.

1) Составной транзистор на двух биполярных транзисторах типа n-p-n, включенных по схеме с общим коллектором.

Входное сопротивление составного транзистора

,

ток эмиттера первого транзистора

,

тогда

.

Таким образом входное сопротивление составного транзистора много больше входного сопротивления одного транзистора.

Коэффициент усиления по току

.

Ток коллектора

, , ,

тогда

.

Таким образом коэффициент усиления по току составного транзистора много больше коэффициента усиления по току одного транзистора. Так как коллекторы транзисторов соединены параллельно, то выходная проводимость составного транзистора

.

2) Составной транзистор p-n-p типа.

Входное сопротивление составного транзистора определяется входным сопротивлением первого транзистора: .

Выходная проводимость определяется выходной проводимостью второго транзистора: .

Усиление по току

, , .

Со стороны входа данный составной транзистор представляет собой p-n-p транзистор.

Рассмотрим несколько примеров применения составных транзисторов.

Входной ток транзистора VT2 представляет собой эмиттерный ток транзистора VT1, который достаточно мал. Входной ток транзистора VT1 - величина еще меньшая, т. е. транзистор VT1 работает в «голодном» режиме. «Голодный» режим первого транзистора заметно уменьшает его коэффициент усиления тока и в целом коэффициент усиления составного транзистора (). Это одна из причин нецелесообразности применения большого числа транзисторов (более двух) по составной схеме.

Это явление можно ослабить или нейтрализовать, подключив дополнительный резистор R. При этом эмиттерный ток первого транзистора не ограничивается током базы второго транзистора, а коэффициент усиления тока первого транзистора увеличивается.

Для нормального режима питания первых транзисторов по постоянному току включаются резисторы R. Схемы повышают входное сопротивление, особенно в случае, если транзисторы VT1 заменить на полевые.

Составные транзисторы применяются:

1. В мощных оконечных безтрансформаторных каскадах.

2. В интегральных микросхемах, где два транзистора удается выполнить без увеличения площади кристалла, в объеме одного транзистора.

Применение составных транзисторов в интегральных усилительных каскадах связано с особенностями интегральной технологии – n-p-n транзисторы достаточно просто формируются в одной изолированной области. Кроме того,

невозможно изготовить интегральные p-n-p транзисторы с высокими параметрами без усложнения технологического процесса. Сочетание интегральных p-n-p транзисторов с невысокими техническими параметрами с интегральными n-p-n транзисторами позволяет получить составные p-n-p транзисторы с достаточно высокими показателями.