§ 2.3. Расчет трансформаторного усилителя

Схема трансформаторного усилителя, работающего в режиме класса А, представлена на рис. 2.6. Трансформаторный каскад отличается от резисторного только подключением нагрузки.

Рис. 2.6. Трансформаторный усилительный каскад

При расчете трансформаторного каскада нагруженный трансформатор в коллекторной цепи можно заменить приведенным к первичной обмотке сопротивлением . Это сопротивление носит активный характер, если активное сопротивление нагрузки много меньше индуктивного сопротив­ления первичной обмотки трансформа юра [2]:

(2.26)

Здесь - коэффициент полезного действия трансформатора, - коэффициент трансформации. Мощность в первичной обмотке трансформатора , и мощность нагрузки связаны между собой:

(2.27)

Амплитуды переменных составляющих токов в первичной и вторичной обмотках трансформатора в указанных условиях можно выразить через коэффициент :

или (2.28)

Мощности и равны

(2.29)

Принимая во внимание, что

получим с учетом (2.28) и (2.26):

Расчет входной цепи трансформаторного каскада проводится анало­гично расчету для резисторного каскада, т. к. входные цепи резисторного и трансформаторного усилителей одинаковы. Расчет режима покоя также аналогичен расчету, изложенному в §2.1 Однако из-за малости активного сопротивления первичной обмотки трансформатора, включенного в кол­лекторную цепь (см. рис. 2.6), нагрузочная прямая по постоянному току в плоскости выходных характеристик имеет существенно больший наклон относительно оси абсцисс. Если эта прямая идет практически перпендикулярно оси напряжений.

§ 2.4. Двухтактный эмиттерный повторитель

Стандартная схема приведена на рис, 2.7. Усилитель собран на комплементарной паре транзисторов VT1 и VT2.

Рис. 2.7. Двухтактный эмиттерный повторитель

Нагрузка подключается между двумя эмиттерными сопротивлениями и корпусом. Входная цепь содержит базовые сопротивления , которые выполняют роль стабилизаторов тока и вместе с резисторами , и стабисторами VDI и VD2 задают необходимое смещение на базе в режиме покоя. Эмиттерные повторители, как правило, работают в режиме класса АВ, реже - в режиме класса В.

Двухтактный эмиттерный повторитель часто используется в многокас­кадных схемах на выходе, после операционных усилителей, поэтому важным параметром ЭП служит его входное сопротивление. Оно не должно быть меньше минимального возможного сопротивления нагрузки операционного усилителя. При работе в режимах классов В и АВ транзисторы открываются поочередно. При поступлении положительной полуволны входного сигнала открыт п-р-п транзистор VT1 и закрыт р-п-p транзистор VT2. Ток протекает через входную и выходную цепи транзистора VT1 и по цепи: в нижней части схемы. Поэтому входное сопротивление каскада есть сопротивление двух параллельных ветвей:

Здесь и - сопротивление диодов - стабисторов переменному току, эти сопротивления малы по сравнению с другими сопротивлениями схемы и в дальнейшем мы не будем их учитывать. Через обозначено сопротивление входной цепи открытого транзистора VT1:

Аналогично вычисляется сопротивление при поступлении отрицатель­ной полуволны входного сигнала. Однако в момент переключения могут оказаться открытыми оба транзистора. Поэтому для расчета минимального входного сопротивления эмиттерного повторителя разумно пользоваться эквивалентной схемой, изображенной на рис. 2.8. Поскольку сопротивления в верхней и нижней частях схемы рис. 2.7 одинаковы, при расчетах принято, что и

Сопротивление и коэффициент можно определить по статическим характеристикам транзистора. Следует только учесть, что при изменении базового тока величина тоже меняется. Наименьшее значение этот параметр имеет при максимальном токе базы. Как правило, именно это значение и используют в расчетах для оценки наименьшего входного сопротивления каскада.

Общее входное сопротивление усилителя, как следует из схемы рис. 2.8, равно

(2.30)

Как известно, эмиттерный повторитель не усиливает напряжение:

(2.31)

так как

(2.32)

(2.33)

Входной ток много меньше тока нагрузки, а напряжение на стабисторе много меньше выходного напряжения, поэтому последние два члена в (2.32) можно не учитывать. Тогда

(2.34)

Коэффициент усиления потоку:

(2.35)