Описание схемы исследуемого усилителя

Исследуемый усилитель (рисунок 6.1) состоит из четырех каскадов. Входной каскад выполнен по схеме с ОЭ на транзисторе VT 1. Напря­жение смещения на базу транзистора VT 1 подается с помощью дели­теля напряжения, образованного из резисторов R 1 и R 2.

Резистор R 4 является элементом местной и общей обратной связи (ОС), а так­же эмиттерной стабилизацией тока покоя транзистора VT 1. Усилен­ный сигнал через разделительный конденсатор С З подается на вто­рой каскад, выполненный по схеме с ОК на транзисторе VT 2. Резис­торы R 6 и R 7 образуют делитель для подачи напряжения смещения на базу VT 2. Резистор R 8 является эмиттерной нагрузкой и одновре­менно обеспечивает стабилизацию точки покоя.

В цепи питания первых двух каскадов находится фильтр, образо­ванный из резистора R 5 и конденсатора С 2 и предназначенный для сглаживания пульсаций напряжения, полученного от выпрямителя и для устранения обратной связи через источник питания.

Третий каскад, выполненный по схеме с ОЭ на транзисторе VT 3, является предвыходным и предназначен для возбуждения транзисто­ров выходного каскада. Напряжение смещения транзистора VT 3 по­лучается с помощью делителя напряжения R 9 и R 10. Резистор R 15 является элементом эмиттерной стабилизации тока покоя. Он зашунтирован конденсатором С 6 в целях устранения местной ООС по переменному току.

Выходной каскад выполнен на транзисторах VT 4, VT 6 и VТ 5, VT 7. Транзисторы VT 4, VТ 6 образуют составной транзистор, вклю­ченный по схеме ОК, структуры p-n-p. Транзисторы VT 5, VT 7, вклю­ченные по схеме ОЭ - ОЭ, образуют составной транзистор структуры n-p-n. В нижнем плече имеется 100% – ная последовательная ООС по нап­ряжению, придающая ему свойства близкие к свойствам верхнего пле­ча (эмиттерного повторителя).

Выходной каскад работает в режиме «В» при сравнительно небольшом напряжении смещения, которое образуется на диодах VD 1, VD 2 за счет прохождения через них постоянного коллекторного тока тран­зистора VT 3.

Коэффициент усиления по напряжению выходного каскада меньше единицы, поэтому напряжение, снимаемое с коллектора VT3, превышает выходное напряжение усилителя

U_{m.вых.VT 3} = U_{m.бэ VT 4 - VT 6} + U_m.н,

где U_m.н – амплитуда напряжения сигнала на нагрузке.

Рисунок 6.1. Принципиальная схема усилителя

Для того чтобы обеспечить более полное использование выход­ных транзисторов при менее мощном транзисторе в предвыходном кас­каде, необходимо уменьшить переменный ток, потребляемый резисто­ром, включенным в коллекторную цепь VT 3.

Для этого верхний вывод резистора R 14 по переменному току, с помощью конденсатора С 5 присоединен к эмиттеру составного тран­зистора VT 4 - VТ 6 (резистор R 18 можно не учитывать, так как его значение весьма мало), В этом случае резистор R 14 по переменно­му току оказывается подключенным параллельно промежутку база - эмиттер составного транзистора. Амплитуда напряжения сигнала на этом промежутке U_{m.бэ VT 4 - VT 6} значительно меньше амплитуды напря­жения на промежутке база – коллектор

U_{m.бк VT 4 - VT 6} = U_{m.бэ VT 4 - VT 6} + U_m.н

Следовательно, ток сигнала через сопротивление R 14,

I _{m R 14} =

при наличии C 5 будет значительно меньше, чем в схеме, где этот кон­денсатор отсутствует. Резистор R I3 устраняет шунтирование выход­ной цепи усилителя конденсатором C 5.

Следует обратить внимание, что для поддержания требуемого режима работы транзисторов выходного каскада требуются две сис­темы стабилизации. Первая из них, обеспечивающая постоянство тока покоя при колебании температуры, осуществляется с помощью диодов VD 1 и VD 2. Вторая система стабилизации должна поддержи­вать постоянство коллекторных напряжений на транзисторах VT 4 - VT 6 и VT 5 – VT 7, каждое из которых должно составлять полови­ну напряжения источника питания E ₀/2. Постоянство коллекторных напряжений достигается с помощью гальванической ООС, парал­лельной по напряжению, которая обеспечивается за счет резисто­ров R 9 и R 10.

Кроме ООС через R 9, R 10, охватывающей последние два каскада, в исследуемом усилителе предусмотрена общая ООС, последователь­ная по напряжению, охватывающая все каскады, включаемая с помо­щью переключателя S 1; к элементам цепи этой ООС относятся R 11, R 12, R 4. Прибор, включенный в эмиттерную цепь VT 7, служит для измерения среднего значения коллекторного тока выходного кас­када.