SU754647A1

SU754647A1 - Power amplifier

Info

Publication number: SU754647A1
Application number: SU772498286A
Authority: SU
Inventors: Yurij V Klyuev; Ernest M Mebel; Nikolaj V Radkevich
Original assignee: Yurij V Klyuev; Ernest M Mebel; Nikolaj V Radkevich
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1977-06-20
Publication date: 1980-08-07

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в звукотехнической аппаратуре.The invention relates to electrical engineering and can be used in audio equipment.

Известный усилитель мощности содержит входной транзистор, коллектор которого соединен с базой выходного тран— ⁵зистора и через первый резистор -с общей шиной, а эмиттер - с эмиттером транзистора динамической нагрузки, коллектор которого непосредственно, а база через второй резистор соединены с шиной источника питания, а также нагрузку, включенную по переменному току между эмиттером транзистора динамической нагрузки и общей шиной, при ₁₅ The known power amplifier contains an input transistor, the collector of which is connected to the base of the output trans — ⁵ resistor and through the first resistor — with a common bus, and the emitter — with the emitter of the dynamic load transistor, whose collector is directly, and the base through the second resistor is connected to the power supply bus, as well as the load connected by alternating current between the emitter of the dynamic load transistor and the common bus at ₁₅

этом база транзистора динамической нагрузки через стабилитрон, а эмиттер — через параллельно соединенные диод и третий резистор подключены к коллектору выходного транзистора, тип проводи- _ммости транзистора динамической нагрузки и выходного транзистора противоположен типу проводимости входного транзистораThis dynamic load transistor base through a zener diode and an emitter - coupled in parallel through a diode and a third resistor connected to the collector of the output transistor, the conductivity type of _{meters of} bridges dynamic load transistor and the output transistor of the opposite conductivity type input transistor

22

Однако известный усилитель мощное—' ти характеризуется большой величиной мощности, рассеиваемой на транзисторах усилителя в режиме покоя и при коротком замыкании нагрузки.However, a well-known power amplifier — it is characterized by a large amount of power dissipated by the amplifier's transistors in the quiescent mode and during a short circuit of the load.

Цель изобретения - снижение мощности, рассеиваемой на транзисторах > усилителя в режиме покоя и при коротком замыкании нагрузки.The purpose of the invention is to reduce the power dissipated in the transistors> amplifier in the rest mode and during a short circuit load.

Для этого в усилитель мощности, содержащий входной транзистор, коллектор которого соединен с базой выходного транзистора и через первый резисторс общей шиной, а эмиттер — с эмиттером транзистора динамической нагрузки, коллектор которого непосредственно, а база через второй резистор соединены с шиной источника питания, а также нагрузку, включенную по переменному току между эмиттером транзистора динамической нагрузки и общей шиной, при этом база транзистора динамической нагрузки через стабилитрон, а эмиттер через параллельно соединенные диод и тре—To do this, a power amplifier containing an input transistor, the collector of which is connected to the base of the output transistor and through the first resistor is a common bus, and the emitter is connected to the emitter of a dynamic load transistor, the collector of which is directly and the base is connected to the power supply bus through the second resistor load connected by alternating current between the emitter of the dynamic load transistor and the common bus, the base of the dynamic load transistor through a zener diode, and the emitter connected in parallel th diode and tre-

тий резистор подключены к коллектору выходного транзистора, тип проводимости транзистора динамической нагрузки и выходного транзистора противоположен типу проводимости входного транзистора, введены первый и второй дополнительные транзисторы, тип проводимости которых совпадает с типом проводимости соответственно выходного и входного транзисторов, и последо— вательно-параллельный ограничитель, вход которого подключен параллельно нагрузке, а выход соединен с базой первого дополнительного транзистора, коллектор первого и база второго дополнительных транзисторов соединены и подключены к шине питания через четвертый резистор, эмиттеры первого дополнительного и выходного транзисторов соединены и подключены к общей шине через параллельно соединенные пятый резистор и вто· рой стабилитрон.This resistor is connected to the collector of the output transistor, the conductivity type of the dynamic load transistor and the output transistor is opposite to the conductivity type of the input transistor, the first and second additional transistors are introduced, the conductivity type of which coincides with the conductivity type of the output and input transistors, and the series-parallel limiter, the input of which is connected in parallel to the load, and the output is connected to the base of the first additional transistor, the collector of the first and the base of the second The additional transistors are connected and connected to the power bus through the fourth resistor, the emitters of the first additional and output transistors are connected and connected to the common bus through the fifth resistor and the second Zener diode in parallel.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного усилителя мощности.The drawing shows a structural electrical circuit of the proposed power amplifier.

Предложенный усилитель содержит входной и выходной транзисторы 1, 2, включенные по схеме с общим эмиттером, транзистор динамической нагрузки 3 включенный по схеме с общим коллектором, первый дополнительный транзистор 4, включенный по схеме с общей базой, второй дополнительный транзистор 5, включенный по схеме с общим эмиттером. База транзистора 1 подключена к источнику питания 6 через источник смещения 7. Коллектор транзистора 1 подключен непосредственно к базе транзистора 2 и через резистор 8 к. источнику питания 6. Эмиттер транзистора 1 подключен через резистор 9 к средней точке 10 усилителя. К ней же подключен эмиттер транзистора 3, анод стабилитрона. 11 и обкладка конденсатора 12. Эмиттеры транзисторов 2, 4 соединены между собой и подключены к источнику питания 6 через резистор 13.The proposed amplifier contains input and output transistors 1, 2, connected according to the common emitter circuit, dynamic load transistor 3 connected according to the common collector circuit, the first additional transistor 4 connected according to the common base circuit, the second additional transistor 5 connected according to common emitter. The base of transistor 1 is connected to the power source 6 through the bias source 7. The collector of transistor 1 is connected directly to the base of transistor 2 and through a resistor 8 to the power source 6. The emitter of transistor 1 is connected through a resistor 9 to the midpoint 10 of the amplifier. The emitter of the transistor 3, the anode of the zener diode is connected to it. 11 and the capacitor plate 12. The emitters of transistors 2, 4 are interconnected and connected to the power source 6 through a resistor 13.

Параллельно резистору 13 подключены два стабилитрона 14, 15, соединенные между собой последовательно. База транзистора 4 с одной стороны подключена к общей точке соединения конденсатора 12 и нагрузки усилителя 16 через нелинейную цепь - диод 17 и резни стор 18, которые соединены между собой последовательно, а с другой сторонык полюсу источника питания 6 через два последовательно соединенных между со754647 4In parallel to the resistor 13 are two zener diodes 14, 15 connected in series with each other. The base of transistor 4 on the one hand is connected to the common point of connection of the capacitor 12 and the load of the amplifier 16 through a non-linear circuit - diode 17 and the slab 18, which are connected to each other in series, and on the other hand to the pole of the power supply 6 through two connected in series between co754647 4

бой стабилитрона 19, 20, параллельноbattle of the zener diode 19, 20, in parallel

которым включен резистор 21.which included a resistor 21.

Коллектор транзистора 4 подключен непосредственно к базе транзистора 5 и к источнику питания 22 через резистор 23.The collector of the transistor 4 is connected directly to the base of the transistor 5 and to the power source 22 through a resistor 23.

К источнику питания 22 подключен также эмиттер транзистора 5.To the power source 22 is also connected to the emitter of the transistor 5.

10 Коллектор транзистора 5 соединен с базой транзистора 3 непосредственно, а через стабилитрон 24 подключен к точке соединения коллектора транзистора 2 и катода стабилитрона 11, параллельно10 The collector of the transistor 5 is connected to the base of the transistor 3 directly, and through the zener diode 24 is connected to the connection point of the collector of the transistor 2 and the cathode of the zener diode 11, in parallel

15 которому включен резистор 25.15 which includes a resistor 25.

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

.50.50

5555

Коллектор транзистора 3 подключен к источнику питания 22 непосредственно, а его база соединена с источником питания 22 через резистор 26.The collector of the transistor 3 is connected to the power source 22 directly, and its base is connected to the power source 22 through a resistor 26.

Предложенный усилитель работает следующим образом.The proposed amplifier operates as follows.

В статическом режиме в усилителе открыты только транзисторы 1, 2, 3, а транзисторы 4, 5 закрыты, так как база транзистора 4 обесточена, величина сопротивления резисторов 21, 23 выбирается так, чтобы транзисторы 4, 5 были надежно закрыты при изменении . температуры окружающей среды. Ток покоя транзистора 2 определяется величиной сопротивления резистора 26, а ток покоя транзистора 3 — величиной сопротивления резистора 8. Стабилизация токов покоя транзисторов 1, 2, 3 происходит за счет глубокой отрицательной обратной связи по постоянному току.In static mode, only transistors 1, 2, 3 are open in the amplifier, and transistors 4, 5 are closed, because the base of transistor 4 is de-energized, the resistance value of resistors 21, 23 is chosen so that transistors 4, 5 are reliably closed when changing. ambient temperatures. The quiescent current of transistor 2 is determined by the resistance value of resistor 26, and the quiescent current of transistor 3 is determined by the resistance value of resistor 8. Stabilization of the quiescent currents of transistors 1, 2, 3 occurs due to deep negative feedback on direct current.

В динамическом режиме при положительной полуволне входного сигнала на нагрузку 16 в зависимости от уровня входного сигнала работают транзисторы 1—3 для малых сигналов и все пять транзисторов 1-5 для больших сигналов. В положительный полупериод входного сигнала на нагрузку 16 в области малых, сигналов работает транзистор 3, ток базы которого обеспечен резистором 26. При повышении уровня выше опреде ленной заранее известной величины откры· ваюгся транзисторы 4, 5. Уровень открытия транзистора 4 определяется делителем напряжения на резисторах 21, 18 и диоде 17.In the dynamic mode, with a positive input signal half-wave to load 16, depending on the level of the input signal, transistors 1-3 for small signals and all five transistors 1-5 for large signals work. In the positive half-cycle of the input signal to the load 16 in the region of small signals, transistor 3 operates, the base current of which is provided by resistor 26. When the level rises above a certain previously known value, transistors 4, 5 open. The opening level of transistor 4 is determined by a voltage divider on the resistors 21, 18 and the diode 17.

Стабилитроны 19, 20 резко ограничивают уровень напряжения на базе транзистора 4, что при известной величинеZener diodes 19, 20 sharply limit the voltage level at the base of transistor 4, which, given a known value

сопротивления резистора 13 определяетresistance of resistor 13 determines

максимальный ток эмиттера транзистораmaximum transistor emitter current

5 754647 65 754647 6

4, который он может передать в базу транзистора 5. В свою очередь, ток базы транзистора 5 задает ток, замыкающийся на базу транзистора 3, и тем самым поддерживает на нагрузке 16 заданную ₅мощность.4, which it can transfer to the base of the transistor 5. In turn, the base current of the transistor 5 sets the current that closes to the base of the transistor 3, and thus maintains a given ₅ power on the load 16.

В отрицательный полупериод входного сигнала на нагрузку 16 работает выходной транзистор 2, при этом ток эмиттера транзистора 2 замыкается на полюс ,о источника питания 6 через резистор 13, а после превышения напряжения пробоя через стабилитрон 14, 15. При этом в усилителе работают транзисторы 2 и 1, который для сигнала осуществляет иIn the negative half-cycle of the input signal to the load 16, the output transistor 2 operates, while the emitter current of the transistor 2 closes to the pole, about the power source 6 through the resistor 13, and after the breakdown voltage through the Zener diode 14, 15. At the same time, the transistors 2 and 1, which for the signal carries and

замыкание цепи отрицательной обратной связи.circuit negative feedback.

Снижение тока покоя выходного транзистора 2, а, следовательно, и рассеиваемой на нем мощности, достигается 20 благодаря тому, что ток на базу транзистора 3 при положительной полуволне входного сигнала поставляется только при малых уровнях сигналов. В области больших сигналов ток на базу транзис- ₂5 тора 3 поступает через дополнительные транзисторы 4, 5.Reducing the quiescent current of the output transistor 2, and, consequently, the power dissipated on it, is reached 20 due to the fact that the current to the base of transistor 3 with a positive half-wave input signal is supplied only at low signal levels. In the region of large signals, the current to the base of the transistor ₂ 5 of the torus 3 is supplied through additional transistors 4, 5.

В режиме короткого замыкания выхода напряжение на нагрузке 16 и на базе транзистора 4 отсутствует, транзисто— эо ры 4, 5 заперты, в результате чего резко ограничиваются токи короткого замыкания транзисторов 3 и 2, и рассеиваемая на этих транзисторах мощность снижается до допустимых величин. ₃₅ In the output short circuit mode, the voltage at load 16 and at the base of transistor 4 is absent, transistors 4 and 5 are locked, as a result of which the short circuits of transistors 3 and 2 are sharply limited, and the power dissipated by these transistors is reduced to acceptable values. ₃₅

Изобретение позволяет снизить ток покоя выходного транзистора 2 и ограничить токи короткого замыкания транзисторов 2, 3 , что приводит к снижению рассеиваемой на них мощности, что 40 способствует повышению надежности усилителя.The invention allows to reduce the quiescent current of the output transistor 2 and to limit the short-circuit currents of the transistors 2, 3, which leads to a decrease in the power dissipated on them, which 40 contributes to increasing the reliability of the amplifier.

Claims

Claim

A power amplifier containing an input transistor whose collector is 45

connected to the base of the output transistor and through the first resistor to the common bus, and the emitter to the emitter of the dynamic load transistor, the collector of which is directly and the base through the second resistor connected to the power supply bus and the load connected by alternating current between the emitter of the transistor dynamic load and common bus, while the base of the transistor dynamic load through the Zener diode, and the emitter - through a parallel connected diode and the third resistor connected to the collector of the output transistor, the type of wire The dynamic load transistor and the output transistor are opposite to the conductivity of the input transistor, characterized in that, in order to reduce the power dissipated by the amplifier transistors in the rest mode and during a short circuit load, the first and second additional transistors are introduced, the type of conductivity of which coincides with the type of conductivity the output and input transistors, respectively, and a series-parallel limiter, the input of which is connected in parallel to the load, and the output is connected to the base n The first additional transistor, the collector of the first and the base of the second additional transistors are connected and connected to _: the power bus through the fourth resistor, the emitters of the first additional and output transistors are connected and connected to the common bus through a parallel connected fifth resistor and the second Zener diode.