31. Изложите особенности построения упт, опишите однотактные упт на биполярных транзисторах

Усилители постоянного тока (УПТ)

Их используют для усиления постоянных по уровню или сколь угодно медленно изменяющихся электрических сигналов.

При построении многокаскадных УПТ емкостная или трансформаторная связь не может быть использована. Поэтому для соединения отдельных каскадов усиление применяют только гальваническую связь, поэтому их называют усилители с непосредственной связью. Но отсутствие в цепях связи реактивных элементов приводит к тому, что через усилитель одновременно могут проходить полезный усиливаемый сигнал и сигнал помехи, обусловленный изменением напряжения питания, температуры и др. При этом и полезный сигнал и сигнал помехи могут иметь одинаковый или близкий характер изменения во времени. Так как на выходе усилителя такие сигналы складываются и различить их невозможно, то это создает ложное представление об истинном значении усиленного полезного сигнала. Таким образом, на выходе усилителя возникают изменения не усиленного сигнала, а обусловленные внутренними процессами в усилителе. Эти изменения называют дрейфом нуля УПТ.

Для уменьшения дрейфа нуля стабилизируют источники питания УПТ, вводят отрицательную обратную связь, а также применяют специальные балансные схемы УПТ. УПТ подразделяются на однотактные и двухтактные.

Однотактные усилители постоянного тока.

Схема двухкаскадного УПТ с непосредственной связью коллектора транзистора Т₁ с базой транзистора Т₂ показана на рис. 4.25. Так как каждый отдельный каскад УПТ выполнен по схеме ОЭ, то для них справедливы все положения анализа начального режима и режима усиления, рассмотренные для однокаскадного усилителя. Но непосредственная связь между каскадами определяет особенности режима их согласования. Делитель напряжения R₁R₂ обеспечивает смещение на базу транзистора Т₁. При данной полярности источника питания Е_к на коллекторе транзистора устанавливается соответствующий начальному режиму относительно высокий положительный потенциал, который приклады­вается к базе транзистора Т₂. Уровень этого потенциала значительно превышает требуемое напряжение смещения на базу транзистора Т₂. Поэтому, если его не скомпенсировать, то токи I_б1 и I_к2 возрастут настолько, что транзистор Т₂ может оказаться в режиме насыщения.

Рис. 4.25

Компенсация коллекторного напряжения U_к1 в приведенной схеме осуществляется напряжением на резисторе R_э2, направленным встречно и задаваемым таким, чтобы

U_э2 = U_э1+( U_к1- U_б2) ,

где U_б2 – требуемое напряжение смещения на базу транзистора Т₂, обеспечивающее необходимый базовый ток I_б2= U_б2/R_вх2. В свою очередь, ток I_б2 обеспечивает начальный режим работы второго каскада.

Поскольку через эмиттерные сопротивления R_э1 и R_э2 проходят также составляющие коллекторных токов за счет полезного сигнала, в схеме действует отрицательная обратная связь и по току полезного сигнала (применение шунтирующих конденсаторов здесь принци­пиально невозможно). Это снижает коэффициент усиления УПТ.