Laboratorium Elektroniki cz II 9

Rys. 3.11. Wzmacniacz klasy A jako układ sterujący: a) schemat ideowy, b) przebiegi napięć wejściowego (ui) i wyjściowego (u₀i i U02)

Rys. 3.12. Wykorzystanie układu „bootstrap" do poprawy charakterystyk pracy wzmacniacza mocy: a) schemat ideowy, b) proste obciążenia tranzystor: T1 stopnia sterującego

przeciwsobnego dołącza się równolegle do rezystancji obciążenia R1 + R2. W rezultacie zmienia się nachylenie prostej obciążenia - na rys.3.12b prosta „b” - co skutkuje nasycaniem się tranzystorów stopnia mocy, a więc zniekształceniami wzmac nianego sygnału (rys.3.13). Maksymalną wartość amplitudy niezniekształconego napięcia wyjściowego U_0max można oszacować z zależności (3.9):

^u-=ó^to'^(u“-^u”⁾*^k(u“'^u“⁾(3'^9>i

Zwykle zachodzi sytuacja, że K « 1, ponieważ (1 + p) Ro » (R1 + R₂).

Mi si ol

Rys. 3.13. Zniekształcenie napięcia wyjściowego u₀ przy nasycaniu się tranzystorów stopnia mocy

Dla poprawy sytuacji należy zwiększyć rezystancję wejściową „widzianą" przez wzmacniacz napięciowy. Rozwiązaniem jest zastosowanie równoległego, napięciowego dodatniego sprzężenia zwrotnego, które tworzy kondensator C_s włączony pomiędzy punkty B i C (rys.3.12.a - Cs * 0). Otrzymujemy układ typu „bootstrap", w którym następuje zwielokrotnienie impedancji wejściowej. Na rys.3.12 b odpowiada to prostej obciążenia „c". Działanie tego układu można opisać następująco: wartość pojemności kondensatora Cs jest tak dobrana, aby można było przyjąć, że dla wzmacnianego sygnału zmiennego stanowi on zwarcie. Wówczas zmiany napięcia w punktach B i C są identyczne. Ponieważ tranzystory stopnia wyjściowego pracują jako wtórniki emiterowe, to zmiany napięcia wyjściowego (punkt B) są takie same jak na wyjściu stopnia sterującego (punkt A). W efekcie na rezystorze R₂ utrzymywany jest stały spadek napięcia, co wymusza przepływ prądu kolektora o stałej wartości, takiej samej jak w stanie statycznym. Zwróćmy uwagę, że tym razem wartość amplitudy niezniekształconego napięcia wyjściowego U_0ma)< jest bliska wartości napięcia zasilającego U_Cc:

U_0m„ = • (U_cc - U_BE) = K • (U_cc - U_BE) - U_cc (3.10)

K, +K₂

ponieważ K « 1, gdyż warunek (1 + (3) R₀ « (Ri + R₂) jest stosunkowo łatwy do spełnienia. Układ tego typu jest dynamicznym źródłem prądowym. Niestety, duża rezystancja dynamiczna tego źródła istotnie maleje w zakresie przejścia przez zero, gdy tranzystory ulegają przełączaniu.

Wady tej pozbawione jest statyczne źródło prądowe wykorzystane jako obciążenie wzmacniacza napięciowego (rys.3.14), przez co skutecznie eliminuje zniekształcenia nieliniowe. Dodatkową zaletą tego rozwiązania jest uniezależnienie prądu spoczynkowego tranzystorów stopnia mocy od wpływu zmian napięcia zasilającego Ucc-