Cхемы усилительных каскадов на транзисторах

При реализации транзисторных усилителей приходится решать ряд специфических задач. Прежде всего требуется обеспечить рабочий режим транзистора. Виды рабочих режимов транзистора, таких как режим линейного усиления A, режимы B, C, ключевые режимы D и F, мы уже рассматривали ранее. Чаще всего схемы усилительных каскадов на транзисторах рассматриваются применительно к режиму A. Наиболее распространенными схемами усилительных каскадов являются:

• Схема с фиксированным током базы
• Схема с фиксированным напряжением на базе
• Схема коллекторной стабилизации
• Схема эмиттерной стабилизации
• Дифференциальный усилитель
• Двухтактный усилитель

Схема с фиксированным током базы

Схема с фиксированным током базы является самой простой схемой усилительного каскада. Эта схема усилительного каскада используется в основном начинающими радиолюбителями. Кроме того она рассматривается в учебном процессе при обучении основам схемотехники. Схема усилительного каскада с фиксированным током базы позволяет использовать для питания цепей базы и коллектора транзистора один и тот же источник питания. Схема с фиксированным током базы приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 Схема усилительного каскада с фиксированным током базы

Недостатком данной схемы усилительного каскада является зависимость линейных и нелинейных параметров усилителя от температуры, напряжения источника питания и разброса параметров транзисторов. По этой причине усилительные каскады с фиксированным током базы в современной аппаратуре не применяется. Подробнее...

Схема с фиксированным напряжением на базе

Схема с фиксированным напряжением на базе может применяться не только для питания усилительных каскадов на биполярных транзисторах, но и для реализации усилительных каскадов на полевых транзисторах. Схема с фиксированным напряжением на базе приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 Схема усилительного каскада с фиксированным напряжением на базе

Схема усилительного каскада с фиксированным напряжением на базе вполне может подойти и для питания полевого транзистора В этом случае она будет называться схемой с фиксированным напряжением на затворе. Схема усилительного каскада с фиксированным напряжением на затворе приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 Схема усилительного каскада с фиксированным напряжением на затворе

Стабильность параметров данной схемы усилительного каскада на транзисторе тоже является неудовлетворительной, что приводит к нестабильности основных параметров усилительного каскада, поэтому большее распространение получили схемы усилительных каскадов с эмиттерной и коллекторной стабилизацией. Подробнее...

Схема коллекторной стабилизации

Схема коллекторной стабилизации позволяет сохранять на выходе усилительного каскада половину питания в широком диапазоне питающих напряжений. Это достигнуто за счет отрицательной обратной связи по напряжению по постоянному току. В качестве примера коллекторной стабилизации режима работы транзистора на рисунке 4 приведена схема усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером и коллекторной стабилизацией.

Рисунок 3 Схема усилительного каскада с коллекторной стабилизацией

Схемы усилительных каскадов с коллекторной стабилизацией обычно применяются в высокочастотных усилителях, таких как усилители радиочастоты, усилители промежуточной частоты или буферные усилители в синтезаторах частот, которые используются в гетеродинах приемников и передатчиков систем мобильной радиосвязи (в том числе и в сотовых телефонах). Подробнее...

Схема эмиттерной стабилизации

Схема эмиттерной стабилизации — это самая распространенная схема стабилизации режима работы транзисторного каскада в настоящее время. Усилительный каскад с эмиттерной стабилизацией обладает наибольшей стабильностью параметров из рассмотренных нами схем. Это связано с наибольшей достижимой глубиной обратной связи по постоянному току. Наиболее распространенная схема усилительного каскада с эмиттерной стабилизацией и включением транзистора с общим эмиттером приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 Схема усилительного каскада с эмиттерной стабилизацией

В настоящее время усилительные каскады с эмиттерной стабилизацией наиболее широко применяются в схемах радиоприемников и передатчиков, входящих в состав радиоэлектронной аппаратуры. Они ставятся на входе специализированных микросхем для улучшения качественных параметров устройства в целом. Подробнее...

Дифференциальный усилитель

Еще одной распространенной схемой усилительного каскада является дифференциальный усилитель. Схема дифференциального усилителя получила распространение благодаря высокой помехоустойчивости входного дифференциального сигнала. Еще одним преимуществом данной схемы усилительного каскада является возможность применения низковольтных источников питания. Дифференциальный усилитель образуется при соединении эмиттеров двух транзисторов на едином сопротивлении или генераторе тока. Один из вариантом усилительного каскада, реализованного в виде дифференциального усилителя приведен на рисунке 6.

Рисунок 6 Схема дифференциального усилителя

Усилительные каскады, построенные по схеме дифференциального усилителя широко применяются в современных интегральных схемах, таких как операционные усилители, усилители промежуточной частоты и даже полностью функциональные узлы, такие как приемник ЧМ синалов, радиотракт сотовых телефонов, высококачественные смесители частоты и т.д. Подробнее...

Двухтактный усилитель

В двухтактном усилителе может быть использован любой из режимов работы транзистора, однако чаще всего в этой схеме каскада усилителя используется режим работы B. Это связано с тем, что двухтактные каскады применяются на выходе усилителя, где требуется повышенная экономичность работы (высокий к.п.д. усилительного каскада). Двухтактные усилители реализуются как на транзисторах с одинаковой проводимостью, так и с разной проводимостью транзисторов. Схема одного из самых распространенных видах двухтактных усилителей приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 Схема двухтактного усилителя

Схемы двухтактных усилителей позволяют значительно уменьшать уровень четных гармоник входного сигнала, поэтому данная схема усилительного каскада получила значительное распространение, однако схема двухтактного усилителя широко применяется и в цифровой техники. В качестве примера можно привести КМОП-микросхемы. Подробнее...

Дата последнего обновления файла 20.11.2013

1. Шило В. Л. "Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре" под ред. Е.И. Гальперина — М.: "Сов. радио" 1974
2. Усилительный каскад на биполярном транзисторе Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Об авторе:
к.т.н., доц., Александр Владимирович Микушин

Кандидат технических наук, доцент кафедры САПР СибГУТИ. Выпускник факультета радиосвязи и радиовещания (1982) Новосибирского электротехнического института связи (НЭИС).

А.В.Микушин длительное время проработал ведущим инженером в научно исследовательском секторе НЭИС, конструкторско технологическом центре "Сигнал", Научно производственной фирме "Булат". В процессе этой деятельности он внёс вклад в разработку систем радионавигации, радиосвязи и транкинговой связи.

Научные исследования внедрены в аппаратуре радинавигационной системы Loran-C, комплексов мобильной и транкинговой связи "Сигнал-201", авиационной системы передачи данных "Орлан-СТД", отечественном развитии системы SmarTrunkII и радиостанций специального назначения.

А.В.Микушин является автором 130 научных и научно-методических работ, в том числе 21 монография и 26 учебников и учебных пособий.