Принципы построения многокаскадных усилителей
В двухкаскадных усилителях на БТ используются различные комбинации включения транзисторов. Если выходное сопротивление источника сигнала и сопротивление нагрузки усилителя примерно равны и составляют единицы или десятки килоом, следует применять каскады с ОЭ; при малых сопротивлениях (менее 100 Ом) – первый каскад с ОЭ или ОБ и второй каскад с ОК, а при больших сопротивлениях (более 100 кОм) – первый каскад с ОК и второй с ОЭ. [8]
Если сопротивление нагрузки усилителя значительно превышает сопротивление источника сигнала, следует использовать оба каскада с ОЭ. При сопротивлении нагрузки усилителя меньшем, чем выходное сопротивление источника сигнала, рекомендуется использовать оба каскада с ОЭ или первый каскад с ОЭ, а второй – с ОК.
Для многокаскадных усилителей приведённые выше рекомендации относятся к первому и последнему каскадам. Промежуточные каскады выполняются с ОЭ.
Гибридные усилители, содержащие ПТ и
БТ, имеют существенные преимущества по
сравнению с усилителями, в которых
используются транзисторы какого-либо
одного вида. Например, в усилителях, в
которых чередуются каскады на ПТ и БТ,
достигается значительно больший
коэффициент усиления мощности, поскольку
ПТ, включённые с ОИ или ОС, позволяют
получить очень большой коэффициент
усиления тока, а БТ – большое усиление
напряжения (при нагрузке высоким входным
сопротивлением ПТ). Входное сопротивление
таких усилителей легко сделать высоким,
а выходное – низким. Гибридные усилители
могут быть однонаправленными, т.е.
обладать следующим свойством: при подаче
напряжения сигнала на выход напряжение
на входе отсутствует. Однонаправленность
усилителя позволяет достичь большого
усиления напряжения при устойчивой
работе. [8]
Усилители с входными каскадами на ПТ характеризуются очень большим входным сопротивлением. Шесть вариантов схем двухкаскадных усилителей, в которых первый каскад выполнен на ПТ, приведены на рис.2. Во всех схемах используются ПТ с p-каналом, причём каскады соединяются непосредственно (гальванически). Возможна также связь через конденсатор. Аналогичные схемы можно составить, используя транзисторы сn-каналом, изолированным затвором, а также БТ структурыn–p–n. [8]
Рис.2. Упрощённые схемы двухкаскадных гибридных усилителей:
а – ОИ – ОБ; б – ОС – ОБ; в – ОИ – ОЭ; г – ОС – ОЭ; д – ОИ – ОК; е – ОС – ОК.
Двухкаскадный усилитель, в котором первый каскад с ОИ, второй – с ОБ (ОИ – ОБ), характеризуется высокими коэффициентом усиления напряжения и входным сопротивлением, а также хорошей АЧХ. Такой усилитель является практически однонаправленным, если сопротивление нагрузки каскада с ОБ не слишком велико. Для получения большого коэффициента усиления напряжения сопротивление нагрузки должно быть большим, однако при этом ухудшается АЧХ усилителя в области высших частот. [8]
Усилитель, в котором первый каскад с ОС, второй с ОБ (ОС – ОБ), отличается меньшей входной ёмкостью и большим входным сопротивлением по сравнению с усилителем по схеме ОИ – ОБ, однако его коэффициент усиления напряжения меньше. Усилитель по схеме ОИ – ОЭ (рис.2в) имеет сравнительно малое выходное сопротивление (более чем на порядок меньше по сравнению с усилителями ОИ – ОБ и ОС – ОБ) и значительно больший коэффициент усиления тока; АЧХ в области высший частот несколько хуже. Очень близок по свойствам к этому усилителю усилитель, выполненный по схеме ОС – ОЭ. Усилитель, в котором первый каскад с ОИ, второй с ОК (ОИ – ОК), имеет средний коэффициент усиления напряжения, высокое входное и очень низкое выходное сопротивление, поэтому используется в качестве преобразователя сопротивлений. Недостатком этого усилителя является сравнительно большая входная ёмкость. Усилитель, в котором первый каскад с ОС, второй с ОК (ОС – ОК), не усиливает напряжение, может иметь самую малую входную ёмкость и самое большое входное сопротивление. Используется в качестве преобразователя сопротивлений. [8]