Схемотехника ЭС. Схемы сдвига уровня напряжений

Для избавления этого недостатка используют активную нагрузку, которая по постоянному току имеют нагрузку низкого сопротивления, а по переменному достаточно высокого сопротивления. В качестве активной нагрузки в ДУ используют токовое зеркало.

В отсутствии входного сигнала токи транзисторов VT₁ и VT₂ равны I_k1=I_k2. Токи VT₃ и VT₄ , это следует из “зеркала”.

На вход подан противофазный гармонический сигнал. Положительная полуволна приоткрывает транзистор VT₁ и ток через него равен:

Ток  увеличивается и ток  увеличивается на величину .

По первому закону Кирхгофа:

 - должен быть,

 - по управляющему сигналу. Т. е. в нагрузку ответвляется второе приращение тока. Это выходное напряжение и используется для управлениями каскадами усиления. Т. к. R_вых высокое (диф. R_вых), то нельзя использовать низкоомные нагрузки. Имеем возможность выделять малый сигнал на фоне симфазной помехи. 

Схемы сдвига уровня напряжений

В интегральной схемотехнике усилители выполняются с непосредственными связями между каскадами – гальваническая связь. В связи с этим появляются определенные трудности связанные с необходимостью согласования режимов работы соседних каскадов. В интегральных микросхемах применяются специальные схемы сдвига уровня напряжения, повышение или понижение потенциалов некоторых точек.

Основные требования: обеспечение изменения постоянного потенциала на заданную величину при минимальном изменении переменного потенциала.

Для этих целей широко используются схемы с нелинейным сопротивлением.

Схема со стабилитроном:

Сигнал с коллектора транзистора VT₁ попадет на базу транзистора VT₂.

Использование стабилитронов на практике не удобно, т. к. большой разброс напряжения стабилизации и стабилитрон обладает шумами.

за место стабилитрона.

Чаще вместо стабилитрона используют схемы позволяющие получить сдвиг напряжений изменяющиеся в широком диапазоне.

I_д>>I_б   I_б – пренебрегаем.

Такая схема называется переменный стабилитрон или умножитель напряжения.

Иногда используют схемы сдвига уровня за счет включения R_э в цепь эмиттера.

Часто в интегральных микросхемах используется схема сдвига уровня напряжения с одним или несколькими p-n переходами смещенными в прямом направлении и включенными последовательно.

Усилители мощности

Для решения многих технических задач на выходе усилителей требуется значительная мощность. Назначение: отдача заданной мощности в нагрузку.

1)  В усилителях мощности все элементы работают в жестких условиях, чем в усилителях напряжения, т. к. в транзисторе выделяется значительное количество тепла, для поддержания рабочих условий применяются меры по охлаждению.

2)  На получение значительной мощности на выходе усилителя мощности на вход подается большой сигнал, появляются не линейные искажения, которые должны находится в допустимых пределах.

3)  Для передачи максимальной мощности нагрузки необходимо согласовывать выходное сопротивление нагрузки для этого применяют специальные схемы согласования (повторители и трансформаторы).

Указанные особенности работы усилителей мощности приводит к тому, что при их анализе интересуются величиной выходной мощности, КПД, не линейными искажениями, коэффициентом гармоник. При этом учитываем схемы согласования и проводим расчеты тепловых режимов. Работа транзисторов в режиме сильного сигнала, при этом параметры транзисторов изменяются в широких пределах, не позволяет при анализе таких использовать эквивалентные схемы, которые применялись при анализе усилителей малого сигнала. Основные методы при анализе усилителей мощности являются графоаналитические.

Различают однотактные и двухтактные, которые подразделяют на трансформаторные и безтрансформаторные.