15.4. Комплементарный эмиттерный повторитель по схеме дарлингтона

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. Такие схемы и их эк­вивалентные характеристики были рассмо­трены в разд. 4.6. На рис. 15.15 приведена принципиальная схема усилителя мощно­сти, в которой используется принцип Дарлингтона. Схема Дарлингтона состоит из двух пар транзисторов: T₁ и T₁^/ и T₂ и T₂^/.

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 T₁ и T₂. При этом мощные вы­ходные транзисторы будут открываться лишь при больших выходных токах. С этой целью величину напряжения смешения U₁ выбирают такой, чтобы падение напряжения на резисторах R₁ и R₂ соста­вляло около 0,4В, так что U₁2(0,4Ва+0,7В) =2,2В. В этом случае выходные транзисторы даже при высокой температу­ре перехода оказываются запертыми.

При увеличении выходного тока напря­жение база-эмиттер выходных транзисто­ров возрастает приблизительно до 0,8В. В результате падение напряжения на рези­сторах R₁ и R₂ ограничивается удвоенной величиной смещения при отсутствии сигнала. По этой причине большая часть эмиттерного тока предоконечных транзисторов попадает в базу выходных транзисторов.

Резисторы R₁ и R₂ одновременно слу­жат в качестве сопротивлений утечки для базового заряда выходных транзисторов. Чем меньше значения этих сопротивлений, тем быстрее будут запираться выходные транзисторы. Это особенно важно в тех случаях, когда при изменении знака вход­ного напряжения один транзистор откры­вается хотя второй еще не заперт. В дан­ном случае через выходные транзисторы будет протекать шунтирующий ток, вызывающий искажение выходного сигнала. Это приводит г ограничению полосы про-пускания выходного каскада при больших сигналах.

Рис. 15.15. Комплиментарная схема Дарлингтона.

Иногда в выходном каскаде можно ис­пользовать мощные транзисторы одного типа. Для этого транзисторы T₂ и T₂^/ в схе­ме Дарлингтона на рис. 15.15 заменяются комплементарной схемой Дарлингтона (см. разд. 4.6). Такую схему усилителя бу­дем называть квазикомплементарной. Она приведена на рис. 15.16. Для обеспечения тех же соотношений для тока покоя, что и в предыдущей схеме, падение напряже­ния на резисторе R₁ также должно быть приблизительно равно 0,4В. При этом на­пряжение U₁0,4В+20,7В=1,8В. Ток покоя через транзистор T₂ и резистор R₂ течет к источнику отрицательного на­пряжения питания схемы. Выбирая R₁=R₂, получим, что напряжение смещения для транзистора Т₂^/ будет порядка 0,4В. Как и в предыдущей схеме, R₁ и R₂ служат также в качестве сопротивлений утечки для базовых зарядов выходных транзисторов.

Рассмотренное устройство реализовано в виде интегральной схемы TDA 1420. Ее максимальный выходной ток равен 3А, а допустимая мощность рассеяния соста­вляет 30Вт при температуре корпуса б0С.

Для ограничения тока можно использо­вать методы, изложенные в разд. 15.3. В эмиттерные цепи схем Дарлингтона сле­дует включить сопротивления, которые бу­дут использоваться для измерения проте­кающего тока. Схемное решение, приведен­ное на рис. 15.12, не намного лучше схемы Дарлингтона, поскольку в нем к падению напряжения на сопротивлении используе­мом для измерения тока, добавляются два напряжения эмиттер-база. Поэтому изме­рение тока оказывается недостаточно точным.

Рис. 15.16. Квозикомплементарные схемы Дарлингтона