182832. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés tranzisztoros erősítők munkapontjának hőstabilizálására
1 182 832 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés tranzisztoros erősítők munkapontjának hőstabilizálására, az erősítő tranzisztor bázis-cmitter karakterisztikája hőfokfüggésének kompenzálásával. Tranzisztoros erősítők munkapontjának' stabilizálására számos megoldás ismeretes. Ezek általában két nagy csoportra oszthatók. Az egyik csoportba tartoznak azok a megoldások, amelyeknél a munkapont stabilizálást negatív visszacsatolással javítják. Ezek a megoldások ugyan hatásosan javítják a stabilitást, azonban a negatív visszacsatolással együtt általában az erősítés is lecsökken. Külön intézkedésekre van szükség annak érdekében, hogy a váltakozóáramú erősítés ne csökkenjen, csupán a munkapont stabilitás javuljon. A negatív visszacsatolású stabilizáló áramköröknél külön gondot okoz az erősítő megfelelő stabilitásának (gerjedésgátlásának) biztosítása. A negatív visszacsatolású áramkörök tehát bonyolultabb felépítésűek, és ezért különösen nagy erősítésű és nagyobb teljesítményű erősítők készítése esetén azok költségeit jelentősen növelik. A tranzisztoros erősítők munkapontjának stabilizálására alkalmazott áramkörök másik csoportjánál külső kompenzáló áramköri elemeket alkalmaznak. így például szokásos a stabilizálandó erősítő bázisosztójába nemlineáris kompenzáló elemként egy vagy több diódát beiktatni. amely liőcsatolásban van a kompenzálandó erősítő tranzisztorral. Mivel.az. erősítő tranzisztor bázis emitter átmenete hozzávetőlegesen diódának tekinthető, a tranzisztorral becsatolásban lévő dióda hasonlóan viselkedik a hőmérsékletváltozás hatására, és így stabilizálja az erősítő tranzisztor munkapontját. A gyakorlatban ez a megoldás nem bizonyult kielégítőnek különösen olyan esetekben, amikor a kompenzált erősítőt több egyenáramú csatolású crősítőfokozat követi, és így a nem tökéletes kompenzálás miatt bekövetkező munkapont megváltozása a későbbi fokozatok munkapontját az erősítés arányában eltolja. A kompenzálás tökéletlenségét pedig elsősorban az. okozza, hogy a bázisosztóba beiktatott dióda sohasem tökéletes hőmása az erősítő tranzisztor bemenő karakterisztikájának. Hasonló kompenzáló elem a termisztor is, amelyet szintén a kompenzálandó erősítő tranzisztor bázisosztójába szoktak beiktatni. A termisztor és a tranzisztor egymással hőcsatolásban van. Ennek a megoldásnak fokozottabban jelentkezik az a hátránya, hogy a termisztor karakterisztikája nem felel meg a kompenzálandó erősítő tranzisztor bemenő karakterisztikájának. A találmány elé célul tűztük ki egy olyan kapcsolási elrendezés kialakítását, amely lehető egyszerű felépítésű, segítségével nagy erősítésű és nagy teljesítményű erősítők készíthetők, és amely erősítők a hasonló jellemzőkkel rendelkező más. ismert erősítőkhöz képest lényegesen egyszerűbb felépítésűek, ugyanakkor lényegesen nagyobb hőstabilitást biztosít, mint a fentiekben említett, önmagukban ismert megoldások. A kitűzött célt a bevezetőben említett kapcsolási elrendezéssel a találmány szerint úgy értúk cl. hogy az erősítő tranzisztorral hőcsatolásban lévő kompenzáló tranzisztor van alkalmazva, a kompenzáló tranzisztor emittere és kollektora közé bázisosztó van kapcsolva, a kollektor a numkacllenálláson kercsztúl tápfeszültségforrásra csatlakozik, az. erősítő tranzisztor bázisosztója a kompenzáló tranzisztor bázisosztójával párhuzamosan van kapcsolva, és az erősítő tranzisztor bázisosztójának. valamint a kompenzáló tranzisztor bázisosztójának az egymásnak megfelelő ellenállásai azonos értékűek. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy előnyös foganatosítási módja szerint mind a kompenzáló tranzisztor, mind az erősítő tranzisztor bázisosztója azonos értékű ellenállásokból áll. A találmány egy másik előnyös foganatosítási módjánál az erősítő szimmetrikus felépítésű ellenütemű erősítő. amelynek meghajtó transzformátora van, és az erősítő tranzisztorok bázisosztójának osztáspontja a meghajtó transzformátor szimmetriapontjára csatlakozik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy további előnyös foganatosítási módja szerint az erősítő szimmetrikus felépítésű cllenütcmű erősítő és mindkét erősítő fél erősítő tranzisztorának egy-egy bázisosztója van, amelyek mindegyike a kompenzáló tranzisztor bázisos/tójával párhuzamosan van kapcsolva. A találmány egy további előnyös foganatosítási módjánál az erősítő tranzisztorfok) és a kompenzáló tranzisztor egymással azonos paraméterekkel rendelkező tranzisztorok. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést az alábbiakban a mellékelt rajzokon bemutatott kiviteli példák kapcsán ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábrán a találmány szerinti megoldás legegyszerűbb példakénti kiviteli alakja látható, a 2. ábrán egy szimmetrikus erősítő esetén alkalmazott találmány szerinti lehetséges kiviteli alak látható, míg a 3. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy további lehetséges alkalmazását szemlélteti szimmetrikus erősítő esetén. Az 1. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés legegyszerűbb kiviteli alakja látható. Ezzel a kapcsolási elrendezéssel az erősítő 2 tranzisztor munkapontját stabilizáljuk. A 2 tranzisztorból álló crősítőfokozat aszimmetrikus, földelt emittercs kapcsolású és ló kimenetét csak vázlatosan jelöltük. Erre a ló kimenetre csatlakozhat egy munkaellenállás, illesztő-vagy kimenötrunszformátor. Csatlakozhat azonban a 16 kimenetre további erősítőfokozat is. akár egyenáramú, akár váltakozóáramú csatolással, ezek a munkapont stabilizáló kapcsolási elrendezés működésére nincsenek, de legalábbis csak elhanyagolható mértékű befolyással vannak. Az erősítő fokozat 1 1 bemeneté a 2 tranzisztor bázisára csatlakozik. A 2 tranzisztor munkaponti egyenfeszühségét a 7 és 8 ellenállásokból álló bázisosztó állítja be. Ezzel a bázisosztóvai párhuzamosan kapcsolódik egy további. 4 és 5 ellenállásokból álló bázisosztó is. amely nek osztáspontja kompenzáló 1 tranzisztor bázisára csatlakozik. A kompenzáló 1 tranzisztorhoz és az erősítő 2 tranzisztorhoz tartozó, egymással párhuzamosan kapcsolt bázisosztókkal párhuzamosan kapcsolódik a kompenzáló 1 tranzisztor cmitter-kollcktor áramköre. Az 1 tranzisztor kollektora a rákapcsolt 4 és 7 ellenállással együtt 6 munkacllenálláson keresztül tápfeszültségforrásra csatlakozik. NPN típusú 1 és 2 tranzisztorok alkalmazása esetén a ó munkaellenállás a pozitív pólusra van kötve, míg a tápegység negatív pólusa az 1 és 2 tranzisztorok cmitterérc, illetve az ugyanezen pontra kapcsolódó 5 és 8 ellenállásokra van vezetve. A találmány szerint a kompenzáló 1 tranzisztor és az erősítő 2 tranzisztor egymással hőcsatolásban van. ily - módon a 2 tranzisztor hőmérsékletének változását a kompenzáló 1 tranzisztor követi. A hőmérséklet növekedésekor az 1 tranzisztor jobban kinyit, vagyis nagyobb áram folyik rajta, aminek következtében lecsökken az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
