Главная  Электронные вольтметры 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [ 31 ] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41]

i- бы в эмиттере каждого транзистора было включено сопротивление, вдвое превышающее обшее эмиттерное. Для сохранения режима -транзистора напряжение питания должно быть соответственно увеличено.

Из схемы усилителя (рис. 39, а) видно, что у него два органа регулировки нуля. Потенциометр Ri служит для уравнивания потенциалов коллекторов при замкнутых накоротко базах, о чем судят по отсутствию отклонения указателя индикаторного прибора. При наличии во входной цепи добавочных сопротивлений нужно предусмотреть специальную кнопку для замыкания баз или, в крайнем случае, производить регулировку на низшем пределе измерения, когда добавочное сопротивление имеет наименьшее значение. Если эту операцию выполнять при большом добавочном сопротивлении, то равенство коллекторных потенциалов может быть установлено и при разных потенциалах баз, г. е. при протекании во входной цепи некоторого тока, который, складываясь при измерении с током сигнала, исказит результат.

При помощи потенциометра R2 производят установку равны.х токов баз при разомкнутом входе.

Эти регулировки оказывают взаимное влияние, поэтому при первоначальной наладке усилителя их приходится выполнять поочередно несколько раз до тех пор, пока индикаторный прибор будет показывать отсутствие тока как при замкнутых накоротко базах, так и при разомкнутой входной цепи. Для установки нуля в процессе эксплуатации достаточно потенциометра R2. Практика показывает, что, будучи однажды установленной, нулевая разность коллекторных потенциалов остается долгое время неизменной.

Имея в виду вольтметры, выгодно вводить параллельную отрицательную обратную связь по току. Она снижает входное сопротивление усилителя и номинальное падение напряжения на нем, в связи с чем появляется возможность получить малый предел измерения напряжения, коль скоро стабильность каскада позволит это сделать. Для уменьшения значения S в каскад необходимо ввести общее эмиттерное сопротивление и повысить напряжение питания. Таким образом, мы приходим к схеме каскада, показанного на рис. 39, в. Расчетные соотношения для него те же, что и для предыдущего, с той лишь разницей, что здесь нельзя пренебречь действием параллельной отрицательной обратной связи по току, которая уменьшает и коэффициент усиления, и входное сопротивление усилителя в \ + +Кп.с К\ раз. Выражения для Кп.с и К\ даны выше. Коэффициент нестабильности этого каскада 2,35, что позволило получить от каскада в 2,5 раза больший коэффициент усиления по току по сравнению с предыдущей схемой при примерно одинаковой их стабильности (см. таблицу 3).

Вольтметр с этим усилителем имел первую шкалу О-30 мв, при входном сопротивлении 15 ком

Большой интерес представляет применение в балансных каскадах кремниевых транзисторов, у которых температурная зависимость обратных коллекторных токов выражена не так ярко, как у германиевых. Но эти транзисторы, как правило, имеют низкие значения р. ; Большой коэффициент усиления можно получить от так называемого f составного транзистора, образуемого соединением двух транзисторов по схеме, показанной на рис. 43. Для составного транзистора

PcOCT = Pl+Pi> + PlP2f«PlP2-

7-982 97



Однако, хотя каждый из транзисторов имеет малый ток /р, обратный коллекторный ток достаточно велик:

/ко.сост = /ко2 + (1 + Р2) /ко1 •

Температурные колебания Ioi также усиливаются в I + P2 раз и в целом нестабильность усилителя может иметь тот же порядок, что и усилителя на двух германиевых транзисторах с большим р. При тщательном подборе кремниевых транзисторов, правильно выбранном режиме и введении обратных связей можно получить очень хороший усилитель, но все это требует большого труда.

На рис. 39, б показана схема усилителя, которая была собрана на кремниевых транзисторах типа П102 (Pi =32, Р2 =28, Рз =31,

Р4=29). Его характеристики приве-* дены в табл. 3.

jef Последовательное включение

двух балансных каскадов (рис. 40) •\ позволяет получить коэффициент уси-

\ления по току 100-400. Но стабильность двухкаскадного усилителя без \ принятия специальных мер не моисет быть лучше, чем одиокаскадного. / Одной из таких мер является под-

и

/держание напряжения эмиттер - коллектор входных транзисторов неизмененным вне зависимости от изменения г1з их коллекторных токов при помощи отрицательной обратной связи, осу-ществляемой через дополнительный каскад усиления (транзистор Т"» нэ Рмг 44 Гхрмй гпгтякного рис. 40, б). С помощью этого каскада тоянзигтооа напряжения эмиттер - коллектор

F транзисторов поддерживаются рав-

ными падениям напряжений на резисторах Rb и Rio, поскольку напряжениями эмиттер - база транзисторов Тз, Ti и Ts можно пренебречь ввиду их малости.

Рассмотрим действие обратной связи при работе только каких-либо одних половин балансных каскадов усилителя, например транзисторов Т2 и Тз. Пусть коллекторный ток транзистора возрастает вследствие, например, повышения температуры. Падение напряжения на резисторе Rs при этом увеличивается. Тем самым уменьшится падение напряжения на резисторах R9 и Ru нагрузки эмиттерного повторителя Ts. Так как Ru > Rs, то практически весь сигнал выделится на резисторе Rn. Заметим, что для этого напряжение батареи питания выбирается довольно высоким; в данном усилителе оно составляет 13,5 е.

При уменьшении падения напряжения на Ru увеличивается напряжение эмиттер - база транзистора Ts. Это ведет к увеличению его коллекторного тока и увеличению падения напряжения на резисторе Rs, а последнее в свою очередь - к уменьшению напряжения эмиттер - база транзистора Ts и, следовательно, к уменьшению его коллекторного тока приблизительно до первоначальной величины.

Когда работают обе половины балансных каскадов, указанная цепь отрицательной обратной связи подавляет тепературные изменения коллекторных токов, но не влияет иа коэффициент усиления.



Действительно, при изменении температуры коллекторные токи транзисторов Tl и Гг либо одновременно розрастают, либо одновременно уменьшаются, в связи с чем на резисторе Rj появляется некоторое падение напряжения. Токи же полезного сигнала протекают по резистору Rj в противофазе и никакого падения напряжения на нем не создают.

Температурный эффект самого транзистора Г5 также способствует температурнойстабилизации схемы. В самом деле, при повышении температуры коллекторный ток транзистора Ts н создаваемое этим током падение напряжения на резисторе Rs увеличиваются, противодействуя увеличению коллекторных токов транзисторов Ti и Т.

Усилитель был собран на транзисторах П403 (Ti: Р =46, /ко = = 0,8 ша; Т : Р =48, ./,,.„ =0 8 мка; Ts : р =39, /ко=0,9 мка; Т: В = =40, /ко =0,9 мка; Tg : р =42, /ко= 1.0 мка).

Приведенные в табл. 3 данные усилителя относятся к случаю, когда индикаторным прибором является микроамперметр М-265 со шкалой 0-100 мка и сопротивлением 450 ом. Усилитель нспытывался и при включении параллельно индикатору шунта (--45 ом), расширяющего предел его измерения до 1 ма. Характеристика оставалась линейной.

Если предполагается использовать усилитель только с индикаторным прибором на 100 мка, общее эмиттерное сопротивление второго каскада целесообразно увеличить до 6,8 ком, что снижает потребление тока усилителем.

Непосредственно на входе усилителя, между выводами транз::-сторов первого каскада, должен быть включен конденсатор емкостью 0,5 мф.

Транзисторные усилители напряжения

Подобно катодному повторителю в ламповой технике эмиттерный повторитель является основой построения большинства транзисторных усилителей с высоким входным сопротивлением. Конечно, порядки величин здесь разные: у транзисторных усилителей сопротивление входа в несколько десятков мегомов считается уже очень большим. Но этого вполне достаточно, чтобы работать, например, с различными пьезодатчиками, ввиду чего такие усилители представляют большой интерес.

Входное сопротивление простого эмиттерного повторителя (рис. 44, а) на постоянном токе, низких и средних частотах дается выражением:

=б+(!+Р) [ к II (э+э „)] - Р [ 11(«э \К)]. т

которое выводится из Т-образной эквивалентной схемы каскада с общим коллектором, г*- сопротивление коллектора в схеме с общим коллектором.

На высоких частотах входное сопротивление имеет также реактивную составляющую, обусловленную действием емкости нагрузки и емкости коллекторного перехода. Первая включена параллельно /?„, вторая - параллельно г.

7* 99



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [ 31 ] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41]

0.0008