Лекция №7.

11

1. Усилители мощности. Источники стабильного тока.

2. Усилители постоянного тока.

К_н= β ;

R_вх=βR_н;

VT3

VT1

VD1

VD2 VT2

VT4

VD3

Рис.7.1.

- схема с ОК

Нагрузка включается в эмиттерную цепь; усиливает ток, но не усиливает напряжение;

VD3 – стабилитрон.

-схема с ОЭ

Нагрузка в К-й цепи.

Каскад на VT4 – источник стабильного тока – динамическая нагрузка.

Необходимость включения каскада – с увеличением R_к увеличивается К_н.

Увеличивается R_н=> уменьшается I_k=> не может получиться заданное значение тока.

Источник стабильного напряжения, имеющие большие внутренние сопротивления, большие значения коэффициента усиления; ток, протекающий в выходной цепи можно выбрать по параметрам входной цепи.

Задав стабильный ток выходной цепи каскада (входной ток) осуществим стабилизацию входного тока по температуре (выходного тока) поскольку на входе стоит источник тока.

Источник стабильного тока.

Схема с ОЭ:

+E_к

R_k

R₁ I_э

R₂

R_э I_э

-E_к

Рис.7.2.

R_э- местн. ООС по току;

R_вых увеличивается.

Если R_э большое, R_вых может сильно увеличиться.

I_k=~I_э=;

r_i= r_k^*(1+β𝛾);

где 𝛾- коэффициент ООС;

r_i= r_k^*(1+β);

R_э=5кОм;

U_э=5В;

R₁//R₂=10 кОм;

r_k=100 кОм;

β=300;

r_э=25Ом;

r_i=~10МОм.

Напряжение падает на диод с увеличением температуры, входной ток меньше.

Составные транзисторы (схема Дармингтона):

Рис.7.3.

Общий коэффициент передачи увеличивается β_Σ=β₁*β₂;

Увеличивается входное сопротивление аконечного каскада R_вх=~ R_н*β;

Во многих задачах автоматики, величины меняются очень медленно.

Мы должны создавать усилители, которые работают на низких частотах, вплоть до нулевой частоты. Частотные характеристики не должны иметь завалов в области низких частот.

Рис.7.4.

Должны исключить разделительные конденсаторы, поскольку они не пропускают постоянную составляющую.

Должны создавать усилители с непосредственными связями.

Проблемы связаны:

- с дрейфом нуля;

- при каскадировании (при последовательном соединении).

Дрейф нуля: если мы выбрасываем конденсаторы: при U_вх=const, U_вх=0 на выходе имеется какое то напряжение; это изменение выходного напряжения называют дрейфом нуля – помеха.

Причины появление дрейфа нуля:

- температурные изменения внутренних параметров;

- изменение параметров источника питания (напряжения, …);

- временная нестабильность параметров.

Измерение дрейфа, приведенный ко входу : [], [] ~ 0,5 .

Проблема дрейфа нуля решается применением дифференциальных усилителей.

Типовая схема дифференциального усилителя (усилитель постоянного тока:

Чтобы усилить дрейф нуля, применяем два транзистора.

+Е_к

R_k1 R_k2

VT1 U_k1 U_k2 VT2

U_вх1 U_вх2

-Е_к

Рис.7.5.

Эта схема подавляет синфазную составляющую сигнала и увеличивает дифференциальную составляющую.

Рис.7.6.

Усилитель называется дифференциальным, так как усиливает разность сигналов на входе.

Если симметрия каскадов нарушена, то синфазная составляющая сигнала немного передается на выход, но с небольшим коэффициентом передачи, который зависит от сопротивления в цепи эмиттера.

Усовершенствование схем дифференциального усилителя связано с увеличением этого сопротивления.