187506. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés stabil munkapontú komplementer kaszkád, szélesávú erősítő létrehozására
1 187 506 2 A találmány tárgya olyan kapcsolási elrendezés, mely alkalmas szélessávú erősítők előállítására. A feladatot azzal oldjuk meg, hogy háromfokozatú, egyenáramúlag is csatolt komplementer kaszkád szélessávú erősítő munkapontjait egy zener diódás hálózat segítségével stabil értékre állítjuk be. E megoldás azt eredményezi, hogy a munkapontok tranzisztor paraméterektől és a hőmérséklettől alig függenek. A szakirodalomból ismert, hogy a nagy sávszélességű, illesztett be- és kimenetű tranzisztoros erősítők a földelt emitteres erősítőfokozatok soros áram és párhuzamos feszültség visszacsatolt együttes alkalmazásával alakíthatók ki. Ilyen megoldást ismertet pl. Petre Sturzu „Use CAD to Optimize Broad Amplifier Design” című cikke. A szélessávú erősítők tranzisztorainak munkapont beállítására számos ismert megoldás létezik. A megoldások közül a legismertebbek az egyedi bázisosztókkal történő beállítások. Ezen kapcsolások nagy hátránya, hogy a stabil munkaponthoz elég nagy bázisosztó áram szükséges, és a bázisosztók parazitaként szerepelnek a nagyfrekvenciás áramkörökben. Korszerű szélessávú erősítő elrendezést ismertet az I 516 190 lajstromszámú angol szabadalom, amelynek a nagyfrekvenciás visszacsatolásait oly módon valósították meg, hogy egyben a tranzisztorok munkapontjáról is gondoskodnak. A közöltekből kitűnik, hogy az egyenáramú beállításhoz tartozó elemértékek nem választhatók a nagyfrekvenciás tulajdonságokhoz szükséges elemértékektől függetlenül. Zener diódás áramgenerátoros munkapontbeállítást ismertet a 4 047 118 lajstromszámú USA szabadalom. E szabadalom szerinti megoldás lényegében csak egy tranzisztor áramát tartja meghatározott értéken. Az általunk kidolgozott találmányhoz a legközelebb az 1 965 163 lajstromszámú NSZK szabadalom áll. A szabadalom kapcsolási elrendezésében komplementer tranzisztor is szerepel, de nem felváltva. Ezen kívül a munkapont beállításában diódával kiegészített visszacsatoló hálózat is szerepel, amely az egyenáramú beállításon kívül a teljes erősítésfrekvenciamenetet is meghatározza. A napjaink szakirodaimából egyértelműen megállapítható, hogy bár egyes részfeladatokat megoldottak, azonban megnyugtatóan a teljes célfeladat még nincs kidolgozva. Ezt a célkitűzést valósítja meg az általunk kidolgozott találmány. A találmányunk szerinti megoldás azon a felismerésen alapul, hogy a háromfokozatú komplementer kaszkád szélessávú erősítő egyenáramú bemeneti és kimeneti fázisviszonyai olyanok, hogy a zener diódát is tartalmazó egyenáramú visszacsatoló hálózaton keresztül az egyes tranzisztorok munkapontja egyszerre stabilizálható, és a tranzisztor paramétereiről, valamint a környezeti hőmérséklettől kellően függetlenül beállítható. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés alkalmás stabil munkapontú komplementer kaszkád, szélessávú erősítő létrehozására. A kapcsolási elrendezést az 1. ábrában mutatjuk be. A vázolt kapcsolási elrendezésben az áramkör bemenete az 1 bemeneti illesztő hálózaton keresztül a Tr, tranzisztor bázisa a 3 párhuzamos visszacsatoló hálózat egyik pontja által alkotott közösített pontba van bekötve. A Tr, tranzisztor kollektora a 3 párhuzamos visszacsatoló hálózat másik pontja és az R2 egyik, kivezetése egy további 4 párhuzamos visszacsatoló hálózat egyik pontja és a Trc komplementer tranzisztor bázisa által alkotott közös pontba van csatlakoztatva. A Trc komplementer tranzisztor kollektora a 4 párhuzamos visszacsatoló hálózat másik pontja, az R.3 ellenállás egyik kivezetése egy további 5 párhuzamos visszacsatoló hálózat egyik pontja és egy további Tr2 tranzisztor bázisa egy közösített pontra csatlakozik. , A Tr2 tranzisztor kollektora az 5 párhuzamos visszacsatoló hálózat másik pontja a 2 kimeneti illesztő hálózat egyik pontja közös pontra van csatlakoztatva. A 2 kimeneti illesztő hálózat pontja az áramkör kimenetére van kötve. A Tr! tranzisztor emittere egy 6 soros visszacsatoló hálózaton keresztül, egy további Tr2 tranzisztor emittere egy 8 soros visszacsatoló hálózaton keresztül, az R3 ellenállás másik kivezetése pedig a földre van csatlakoztatva. A Trc komplementer tranzisztor emittere a 7 soros visszacsatoló hálózaton keresztül az R2 ellenállás másik kivezetése az UT tápfeszültségre csatlakozik. A Tr2 tranzisztor kollektora az 5 párhuzamos visszacsatoló hálózat a 2 kimeneti illesztő hálózat egyik pontja által alkotott közösített pontra további R4 és R5 ellenállások egyik kivezetése van bekötve. Az Rs ellenállás másik kivezetése egy Z zener dióda egyik elektródával és a C, kondenzátor egyik fegyverzete közös pontra csatlakozik. A Z zener dióda másik elektródája egy további R6 ellenállás egyik kivezetése, egy további C2 kondenzátor egyik fegyverzete és az R, ellenállás egyik kivezetése által alkotott közösített pontra van kötve. Az R, ellenállás másik kivezetése pedig az 1 bemeneti illesztő hálózat a Tr, bázisa és a 3 párhuzamos visszacsatoló hálózat egyik pontja által alkotott közös pontban van csatlakoztatva a C, és C2 kondenzátorok másik fegyverzetei és az Re ellenállás másik kivezetése a földre van bekötve. Az R4 ellenállás másik kivezetése pedig az UT tápfeszültségre csatlakozik. Az 1. ábrában vázolt kapcsolási elrendezés működése a következő: Az UT telepfeszültség bekapcsolásakor az R4, Rs ellenállásokon és a Z zener diódán keresztül a C2 kondenzátor töltődni kezd, az itt létrejövő feszültség az R, ellenálláson keresztül kinyitja a Tr, tranzisztort. A Tr, tranzisztor kinyitja a Trc komplementer 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
