159Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

када, подсоединѐнного к рассматриваемому каскаду. Конденсаторы C1 и C2 необходимы для обеспечения протекания переменного тока, но преграждения пути протекания постоянного тока.

Если на вход каскада подан сигнал низкой частоты, то паразитное ѐмкостное сопротивление нагрузки велико и нет его существенного влияния на работу устройства. Включѐнные последовательно с источником сигналов конденсаторы C1 и C2 обладают высокими ѐмкостными сопротивлениями, и на них падает существенная часть сигнала, что объясняет снижение усилительных свойств устройства на низкой частоте.

При поступлении на вход каскада сигналов со средними частотами, ѐмкостные сопротивления конденсаторов C1 и C2 низки, и они не оказывают значительного воздействия на функционирование устройства. Паразитное ѐмкостное сопротивление нагрузки на средних частотах меньше, чем на низких частотах, но не настолько мало, чтобы играть существенную роль в работе каскада. В результате на средних частотах усиление сигнала устройством наиболее велико.

Если на вход каскада попадает сигнал высокой частоты, то конденсаторы C1 и C2 обладают очень низкими ѐмкостными сопротивлениями, и они практически не препятствуют сигналу. Однако паразитное ѐмкостное сопротивление нагрузки весьма мало и оно значительно шунтирует выход каскада, что вызывает снижение усилительных свойств на высокой частоте.

11.4. Выходные усилительные каскады

11.4.1. Однотактный трансформаторный каскад

Упрощѐнная принципиальная схема простейшего однотактного усилительного каскада с МДП-транзистором n-типа, включѐнным по схеме с общим истоком, приведена на рис. 11.5.

160Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

Рис. 11.5. Однотактный усилительный каскад

Как видно из рисунка, первичная обмотка трансформатора TV1 подключена к стоку транзистора VT1, а с вторичной обмотки сигнал подают на нагрузку. Трансформатор даѐт возможность получить наилучшее согласование каскада с нагрузкой, а также обеспечить их гальваническую развязку. Транзистор VT1 перейдѐт в открытое состояние, если между его затвором и истоком приложить напряжение таким образом, чтобы напряжение положительной полярности было подано на затвор. Ток течѐт по цепи от плюса источника питания, по обмотке трансформатора TV1, через канал транзистора, к отрицательному полюсу источника питания. Однотактные трансформаторные каскады в основном предназначены для работы с маломощной нагрузкой.

При резком прекращении протекания тока по первичной обмотке трансформатора, на еѐ выводах возникает импульс обратного на-

161Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

пряжения, чрезмерная амплитуда которого может вызвать, например, выход из строя транзистора. Кроме того, возникнет затухающий колебательный процесс, который зачастую нужно оперативно погасить. Чтобы уменьшить амплитуду импульса, снижают скорость нарастания напряжения на выводах первичной обмотки, шунтируя еѐ RC-цепью, или включив параллельно ей transil или иной поглотитель выбросов.

Достоинство: каскад довольно прост, и для его построения используют всего один транзистор.

Недостатки: обычно весьма низкий КПД каскада, магнитные свойства сердечника использованы плохо, магнитопровод трансформатора подвергнут постоянному подмагничиванию, что вынуждает вводить в сердечник немагнитный зазор. Трансформатор приводит к частотным искажениям и снижению коэффициента усиления на низких частотах.

11.4.2. Двухтактный трансформаторный каскад

Принципиальная схема двухтактного усилительного каскада с трансформаторами и полевыми МДП-транзисторами n-типа, включѐнными по схеме с общим истоком, дана на рис. 11.6.

162Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

Рис. 11.6. Двухтактный трансформаторный каскад Резисторы делителя напряжения R1 и R2, обеспечивающие смещение, нужны для уменьшения искажений выходного сигнала. Для обеспечения некоторой стабильности в диапазоне температур иногда один из резисторов делителя напряжения заменяют подходящим терморезистором. Благодаря согласующему трансформатору TV1, который имеет вторичную обмотку с отводом от середины, между затворами и истоками транзисторов VT1 и VT2 приложены противофазные напряжения, амплитуды которых обладают практически одной и той же величиной. Если к затвору транзистора VT1 приложено положительное напряжение, а к затвору транзистора VT2 – отрицательное напряжение относительно истоков этих транзисторов, то компонент VT1 открыт, а VT2 – закрыт. Если, наоборот, к затвору транзистора VT1 будет приложено отрицательное напряжение, а к затвору транзистора VT2 – положительное напряжение относительно соответствующих истоков транзисторов, то прибор VT1 будет закрыт, а VT2 – открыт. В любом случае ток течѐт по цепи от плюса источника питания, через полуобмотку I выходного трансформатора TV2, по выводам сток-исток открытого в данный момент транзистора, к отрицательному полюсу источника питания. Токи

163Москатов Е. А. Электронная техника. Начало. http://moskatov.narod.ru

стоков транзисторов, протекая по первичной обмотке выходного трансформатора TV2, инициируют наведение ЭДС на вторичную обмотку, переменное напряжение с которой подводят к нагрузке. Так как токи стоков МДП транзисторов VT1 и VT2 протекают по первичной полуобмотке выходного трансформатора TV2 в противоположных направлениях, то ток, протекающий по нагрузке, пропорционален разности токов стоков транзисторов. Двухтактные трансформаторные каскады целесообразны для работы с мощными нагрузками.

Достоинства: каскад может обладать высоким КПД; в магнитопроводах трансформаторов отсутствуют длительные подмагничивания сердечников постоянным током, что позволяет расширить используемый диапазон магнитной индукции по сравнению с трансформаторами, функционирующими с постоянным подмагничиванием. Пульсации напряжения источника питания не оказывают существенного воздействия на работу каскада, так как происходят взаимные компенсации вызванных ими колебаний токов, протекающих по первичной обмотке выходного трансформатора.

Недостатки: большая масса и габариты трансформаторов, частотные искажения сигнала и завал амплитудно-частотной характеристики на низких частотах, обусловленные не идеальными свойствами трансформаторов. В рассмотренном выше каскаде при коротком замыкании в нагрузке транзисторы очень быстро выйдут из строя, что вынуждает использовать систему защиты по току. Напряжение, подаваемое на транзисторы VT1 и VT2, должно быть подано в противофазе, что в случае отказа от использования согласующего трансформатора TV1 должен обеспечивать специальный каскад – фазоинвертор. Задача фазоинвертора состоит в разделении поданного на его вход сигнала на два выходных сигнала, сдвинутых на 180° по фазе. Фазоинвертором может выступать каскад на одном биполярном транзисторе, включѐнном по схеме с общим эмиттером, к коллектору и эмиттеру которого подключены резисторы одинако-