Выходной каскад усилителя с защитой от короткого замыкания нагрузки

Выходной каскад усилителя с защитой от короткого замыкания нагрузки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)923004 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.79 (21) 2750194/18-09 с присоединением заявки И— (23) Приоритет (51 ) М. Кл.

H 03 F 1/52

Н 02 Н 7/20

3Ъеударотвенный комитет

СССР ао яелаи изобретений и открытий

ОпУбликовано 23.04.82. Бюллетень ¹15

Дата опубликования описания 23,04.82 (53) Уд l(621.375. .026 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Н. Вонсовский, Ю. Н. Мишин и С. Н. Фе (71) Заявитель (54) ВЫХОДНОЙ КАСКАД УСИЛИТЕЛЯ С ЗАШИТОЙ ОТ КОРОТКОГО

ЗАМЫКАНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к радиотехнике, и может использоваться в операционных усилителях (ОУ), а также в усилителях мощности для обеспечения работоспособности схем после короткого замыкания.

Известен выходной каскад усилителя с защитой от короткого замыкания нагрузки, содержащий два входных эмиттерных повторителя на транзисторах разного типа проводимости, т0 выходной .двухтактный каскад на транзисторах разного типа проводимости, включенных по схеме с общим коллектором, база каждого из которых соединена с змиттером соответствующего входного эмиттерного повторителя, и два транзистора защиты разного типа проводимости, каждый из которых включен параллельно базо-эмиттерному переходу транзистора того же типа проводимости выходного двухтактного каскада (1).

Однако известное устройство имеет увеличенное потребление тока в режиме короткого замыкания.

Цель изобретения — увеличение коэффициента полезного действия (КПД) за счет уменьшения мощности потерь.

Для этого в выходном каскаде усилителя с зашитой от короткого замыкания нагрузки, содержащем два входных эмиттерных повторителя на транзисторах разного типа проводимости, выходной двухтактный каскад на транзисторах разного типа проводимости, включенных ло схеме с общим коллектором, база каждого из которых соединена с эмиттером соответствующего входного эмиттерного повторителя, и два транзистора зашиты разного типа проводимости, каждый из которых включен параллельно базо-эмиттерному переходу транзистора того же типа проводимости выходного двухтактного каскада, база каждого транзистора защиты соединена через токоограничивающий резистор с базой транзистора противоположного плеча выходного двухтактного каскада.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предложенного устройства.

> Епит

"э Р где j3 — величина усиления по току транзистора 5;

Яа — величина сопротивления резисто ра 8;

Епит — величина напряжения источника

1$ питания.

Епит — практически равно стационарному току через транзистор 1.

При типовых значениях этого тока 2 — 3 мА и !3 = 20 — 30 ток базы может быть ограничен

20 значением 0,2 — 0,3 мА, Так как в режиме насыщения напряжение б коллектор-эмиттер транзистора 5 становится существенно меньшим напряжения открытого перехода эмиттер-база выходного транзистора

25 3, то транзистор 3 закрывается. Одновременно закрывается и выходной транзистор 4, так как на его базу действует положительный выходной сигнал операционного усилителя 11.

Таким образом, в режиме короткого замыкания пара выходных транзисторов 3 и 4 и транзистор 1 закрыт, а ток транзистора 2 увеличивается на малую величину, что приводит не к увеличению, а к уменьшению потребления тока от источников питания. В целях устранения пробоя переходов эмиттер-база за35 крытых транзисторов изменение потенциала на переходах может быть ограничено любым известным способом, например диодными ограничителями на выходе операционного усилите-

40 ля 11

Данный выходной каскад был использован в гибридной схеме быстрого операционного усилителя и позволил получить на нагрузке

500 м напряжения сигнала 6В без практического увеличения тока потребления схемы при коротком замыкании выхода на землю по срав. нению со стационарным током потребления.

Выходной каскад усилителя с защитой от короткого замыкания нагрузки, содержащий два входных эмиттерных повторителя на транзисторах разного типа проводимости, выходной двухтактный каскад на транзисторах разного типа проводимости, включенный по схеме с общим коллектором, база каждого из кото3 923004

Устройство содержит два входных эмиттерных повторителя на транзисторах 1 и 2 разного типа проводимости, выходной двухтактный каскад на транзисторах 3 и 4 разного типа проводимости, транзисторы 5 и 6 защиты, резисторы 7 и 8 в цепях эмиттеров транзисторов 2 и 1, токоограничивающие резисторы

9и10.

Устройство работает следующим образом.

В условиях отсутствия короткого замыкания на выходе транзисторы 5 и 6 защиты заперты падением напряжения на переходах пары транзисторов 1 и 2.

Поскольку выходной .каскад представляет собой составной повторитель напряжения, имеющий два параллельных канала для передачи положительных и отрицательных сигналов, то при отсутствии короткого замыкания он работает в режиме повторителя напряжения. Общий уровень напряжения открывания транзисторов 5 и 6 защиты с учетом их собственного напряжения открывания переходов эмиттербаза будет составлять 1,4Â. Отсутствие токоограничивающих резисторов в эмиттерах пары выходных транзисторов 3 и 4, а также введение дополнительного уровня напряжения открырания транзисторов 5 и 6 защиты позволяет повысить верхний уровень амплитуд передаваемых на нагрузку сигналов, так как деления сигнала между токоограничивающим резистором и сопротивлением нагрузки не происходит, а уровень напряжения открывания транзисторов 5 и 6 защиты 1,4В надежно обеспечивает их запертое состояние в широком диапазоне изменения сопротивлений нагрузки.

Кроме того, отсутствие токоограничивающих резисторов в эмиттерах выходных òðàíэисторов 3 и 4 позволяет задать в них,стационарный ток практически равный стационарному току, протекающему через входные транзисторы 3 и 4, что уменыиает уровень нелинейных искажений при передаче малых сигналов также в широком диапазоне изменения сопротивлений нагрузки. Тем самым обеспечивается увеличение динамического диапазона передачи сигналов.

При коротком замыкании выхода каскада на землю рвется обратная связь. Напряжение смещения или присутствующий входи)й сиг-. нал усиливаются операционным усилителем 11.

При этом в зависимости от полярности от50 крываются транзисторы 5 или 6 защиты.

Рассмотрим случай защиты нри положительном сигнале, работа каскада при отрицательном сигнале будет аналогичной. При действии положительного сигнала открывается транзистор 5, который своим коллекторным током закрывает транзистор 1 и насыщается. Ток коллектора транзистора S в режиме насыще4 ния практически равен току через режимное сопротивление резистора 8, ток базы транзистора 5 ограничен токоограничивающим резистором 9 и составляет небольшую величину, определяемую исходя из условий насыщения транзистора 5 как:

Формула изобретения

Составитель В. Маврин

Техред Л.Пекарь

Корректор Ю. Макаренко

Редактор С. Лыжова

Подписное

Тираж 954

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 2608/77

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 923004 6 рых соединена с эмиттером соответствующего мощности потерь, база каждого транзистора входного эмиттерного повторителя, и два гран- защиты соединена через токоограничивающий зистора защиты разного типа проводимости, резистор с базой транзистора противоположного каждый из которых включен параллельно базо- плеча выходного двухтактного каскада. эмиттерному переходу транзистора того же ти- Источники информации, па проводимости выходного двухтактного кас- принятые во внимание лри экспертизе када, отличающийся тем, что, с 1. "ALTA FREQVENZA", чо!. ХИ, 19731 целью увеличения КПД за счет уменьшения N 11, р. 617 (прототип).