Однотактные и двухтактные выходные каскады

Выходные каскады выполняют однотактными и двухтактными. В однотактных каскадах только один мощный усилительный транзистор, который работает как в положительный полупериод синусодиды, так и в отрицательный. В двухтактных каскадах — два мощных транзистора, которые работают по очереди.

Однотактный каскад. Схема однотактного выходного каскада аналогична схеме, изображенной на рис. 2.4. Нагрузка включается вместо резистора R_K, а разделительный конденсатор C_p2 отсутствует. Однотактный каскад, работающий в режиме А, обеспечивает наименьшие нелинейные искажения, но обладает рядом недостатков: низким КПД; невозможностью применения в режимах В и АВ из-за больших нелинейных искажений в этих режимах. Из-за этих недостатков однотактные каскады применяют только при относительно небольших мощностях нагрузки.

Рис. 2.12. Двухтактный эмиттерный повторитель

Двухтактный каскад. Он позволяет избавиться от недостатков, присущих однотактному каскаду. Такие каскады выполняют на транзисторах, включенных по схемам с общим эмиттером или общим коллектором.

Обычно в предварительных каскадах усилителей обеспечивается необходимое усиление входного сигнала по напряжению, а в выходном каскаде происходит усиление по току, мощности и обеспечивается низкое выходное сопротивление. В этом случае часто в качестве выходного каскада используют двухтактный эмиттерный повторитель (рис. 2.12). Входной сигнал проходит через разделительные конденсаторы и поступает на базы транзисторов VТ1 и VТ2. Эти транзисторы разных типов проводимости, т.е.VT1 — типа p-n-p, а VT2 — типа n-p-n. Транзистор VТ1 управляется положительным напряжением, а VТ2 — отрицательным. Положительный полупериод синусоиды входного сигнала усиливается транзистором VТ1. В это время транзистор VТ2 закрыт и ток в нагрузку течет по цепи «корпус — R_н — эмиттер VТ1 — коллектор VТ1— –E_K». В отрицательный полупериод транзисторы меняются ролями и работает транзистор VТ2, а VТ1 закрыт. Ток в нагрузке течет по цепи «+E_K — коллектор VТ2 — эмиттер VТ2— R_н — корпус».

Чтобы обеспечить положение рабочей точки транзисторов, необходимо установить в состоянии покоя напряжения смещения на базах транзисторов. Для этого используются цепочки «резистор R_Б1 — диод VD1» для транзистора VТ1 и «резистор R_Б2 — диод VD2» для транзистора VТ2. Протекающий в них ток обеспечивает необходимое напряжение смещения на база-эмиттерных переходах транзисторов.

Как видно, схему двухтактного эмиттерного повторителя можно разделить на две симметричные части — верхнюю и нижнюю, которые называются плечами каскада. Транзисторы в данном каскаде работают в режиме АВ. Хотя каждое плечо дает большое искажение синусоидального сигнала (только в одном полупериоде), вместе они формируют результирующий ток, имеющий синусоидальную форму. Режим АВ в двухтактном эмиттерном повторителе обеспечивает низкие нелинейные искажения и высокий КПД — около 70 %. Недостатком двухтактных каскадов является то, что параметры мощных транзисторов, используемых в разных плечах, должны иметь близкие характеристики.