двотактні підсилювачі

При роботі транзистора в режимі A неможливо реалізувати високий к.к.д. підсилювача. В якості альтернативи може підійти режим роботи B, але він призводить до значних нелінійних спотворень. Однак якщо реалізувати два підсилювача, що працюють в режимі B, і змусити їх посилювати позитивну і негативну напівхвилі синусоїди окремо, а потім з'єднати ці напівхвилі разом, то вийде підсилювач, що працює майже без спотворень. Подібний підсилювач отримав назву двотактного підсилювача. В іноземній (і перекладної) літературі зберігається стара назва цієї схеми - push-pull (тягни-штовхай). Схема двотактного каскаду підсилювача, реалізованого на n-p-n і p-n-p транзисторах, наведена на малюнку 1.


Малюнок 1 Схема двотактного каскаду на n-p-n і p-n-p транзисторах

Застосування двох транзисторів дозволяє їм допомагати один одному. У наведеній на малюнку 1 схемою позитивна полуволна синусоїдальної напруги відкриває транзистор VT1 і закриває VT2. Негативна полуволна - замикає транзистор VT1 і відкриває VT2. Таким чином кожен з транзисторів підсилює тільки половинку вхідної напруги, проте на виході, на опорі навантаження (в звукових підсилювачах на динаміці) ці половинки підсумовуються і форма вхідного напруги відновлюється. Тимчасові діаграми напруг і струмів в двотактному каскаді наведені на малюнку 2.


Малюнок 2 Тимчасові діаграми напруг і струмів в двотактному каскаді

У наведеній схемі транзистори включені за схемою із загальним колектором, тому коефіцієнт посилення двотактного каскаду по напрузі приблизно дорівнює одиниці. Такий каскад зазвичай використовується спільно з каскадом попереднього посилення, зібраного за схемою з загальним емітером. Для спрощення схеми між каскадами застосовується безпосередній зв'язок (без розділової ємності). В результаті стає можливим для формування напруги на базах транзисторів VT1 і VT2 скористатися колекторним напругою придущего каскаду. Схема подібного підсилювача з двотактним каскадом на виході приведена на малюнку 2.


Малюнок 3 Схема підсилювача з двотактним каскадом на виході і безпосереднім зв'язком між каскадами

Слід зазначити, що в схемі двотактного підсилювача, наведеної на малюнку 2, строго кажучи використовується не клас B, а клас C! Це викликано тим, що точка перегину вхідний характеристики кремнієвого транзистора не відповідає нулю, а відстоїть від нього на 0,7 В. Для забезпечення режиму B в двотактному підсилювачі на бази транзисторів необхідно подати напругу 0,7 В. Це можна зробити за допомогою резистора, зашунтированного по змінному струму конденсатором, проте для усунення впливу температурного догляду вхідний характеристики транзистора в якості джерела напруги 0,7 в застосовуються кремнієві діоди (тим більше, що їх опір змінному струмі при протік Аніі постійного струму близько до нуля). Схема двотактного підсилювача, в якому режим роботи B забезпечується кремнієвими діодами, наведена на малюнку 4.


Малюнок 4 Схема двотактного підсилювача з формуванням зміщення на діодах

Слід зазначити, що від вихідного каскаду звукового підсилювача в основному потрібна максимальна потужність. Зазвичай від одиночного транзистора не вдається отримати струм, достатній для отримання потужності 50 або 100 ват. Тому в двотактному підсилювачі застосовується схема складеного транзистора (схема Дарлінгтона).

Ще одним недоліком схеми, наведеної на малюнку 3, є низький вхідний опір. Це обумовлюється застосуванням паралельної негативного зворотного зв'язку. Додамо ще один каскад для того, щоб можна було застосувати послідовну негативний зворотний зв'язок. В результаті отримаємо схему підсилювача звукових частот, яка широко застосовувалася в сімдесяті роки XX століття. Вона наведена на малюнку 5.


Малюнок 5 Підсилювач потужності з двотактним вихідним каскадом на схемі Дарлінгтона

В даній схемі при напрузі живлення 12 В можна отримати на навантаженні 4 Ом потужність до 3 Вт. Звертає увагу, що в цій схемі підсилювача потужності зміщення на двотактний каскад формується на транзисторі VT3. Це дозволяє уникнути застосування чотирьох діодів і дозволяє забезпечити плавне регулювання напруги зсуву двотактного підсилювача.

Разом зі статтею "Схема двотактного каскаду" читають:

Схожі статті