Каскадний підсилювач

Каскадний підсилювач, який містить перший, другий, третій та четвертий п-р-п транзистори, п'ятий p-n-р транзистор, перший, другий та третій резистори, конденсатор, шину першого джерела живлення, шину другого джерела живлення, вхідну, вихідну та спільну шини, при цьому емітер першого транзистора через перший резистор з'єднано з емітером п'ятого транзистора, колектор першого транзистора з'єднано з шиною першого джерела живлення, а базу підключено до емітера другого транзистора та через конденсатор з'єднано з вхідною шиною, колектор другого транзистора безпосередньо, а база через другий резистор з'єднані з шиною першого джерела живлення, колектор та база третього транзистора з'єднані між собою, базу п'ятого транзистора підключено до спільної шини, а колектор з'єднано з вихідною шиною та через третій резистор підключено до шини другого джерела живлення, який відрізняється тим, що до другого транзистора впроваджено додатковий емітер, який з'єднано з колектором третього транзистора, емітер котрого підключено до колектора та бази четвертого транзистора, емітер якого з'єднано зі спільною шиною Винахід належить до радіоелектроніки та може використовуватись у пристроях автоматики та вимірювальної техніки Відомий підсилювач ( див Патент СІЛА №3815038, кп H03F 3/68), який містить перший пр-п транзистор, другий р-п-р транзистор, шість резисторів, три конденсатори, шину джерела жив тора з'єднані між собою та підключені до колектора четвертого транзистора та до бази другого транзистора, емітер третього транзистора з'єднано з базою четвертого транзистора, емітер котрого підключено до емітера першого транзистора, базу п'ятого транзистора підключено до спільної шини, а колектор з'єднано з вихідною шиною та через третій резистор підключено до шини другого джерела живлення Недолік цього каскадного підсилювача низький ККД Ознаками прототипу, які збіжні з суттєвими ознаками винаходу, який заявляється є перший, другий, третій та четвертий п-р-п транзистори, п'ятий р-п-р транзистор, перший, другий та третій резистори, конденсатор, шина першого джерела живлення, шина другого джерела живлення, вхідна, вихідна та спільна шини, при цьому емітер першого транзистора через перший резистор з'єднано з емітером п'ятого транзистора, колектор першого транзистора з'єднано з шиною першого джерела живлення, а базу підключено до емітера другого транзистора та через конденсатор з'єднано з вхідною шиною, колектор другого транзистора безпосередньо, а база через другий резистор з'єднані з шиною першого джерела живлення, колектор та база третього транзистора з'єднані між лення, першу та другу ВХІДНІ ШИНИ, вхідну та спі льну шини Недолік цього підсилювача є низький ККД Найбільш близьким до передбачуваного винаходу є каскадний підсилювач ( див деклараційний патент України №32018А, кл H03F 3/45), який містить перший, другий, третій та четвертий п-р-п транзистори, п'ятий р-п-р транзистор, перший, другий та третій резистори, конденсатор, шину першого джерела живлення,* шину другого джерела живлення, вхідну, вихідну та спільну шини, при цьому емітер першого транзистора через перший резистор з'єднано з емітером п'ятого транзистора, колектор першого транзистора з'єднано з шиною першого джерела живлення, а базу підключено до емітера другого транзистора та через конденсатор з'єднано з вхідною шиною, колектор другого транзистора безпосередньо, а база через другий резистор з'єднані з шиною першого джерела живлення, колектор та база третього транзис о 00 00 48809 собою, базу п'ятого транзистора підключено до спільної шини, а колектор з'єднано з вихідною шиною та через третій резистор підключено до шини другого джерела живлення Причиною, яка перешкоджає одержанню бажаного результату - високого ККД є ланцюг зворотнього зв'язку між базою другого транзистора та емітером першого транзистора В основу винаходу поставлена задача вдосконалення підсилювача таким чином, щоб за допомогою ВІДПОВІДНИХ схемотехнічних засобів добитися високого ККД Поставлена задача вирішується таким чином, що каскадний підсилювач містить перший, другий, третій та четвертий п-р-п транзистори, при цьому другий транзистор має додатковий емітер, п'ятий р-п-р транзистор, перший, другий та третій резистори, конденсатор, шину першого джерела живлення, шину другого джерела живлення, вхідну, вихідну та спільну шини, при цьому емітер першого транзистора через перший резистор з'єднано з емітером п'ятого транзистора, колектор першого транзистора з'єднано з шиною першого джерела живлення, а базу підключено до емітера другого транзистора та через конденсатор з'єднано з вхідною шиною, колектор другого транзистора безпосередньо, а база через другий резистор з'єднані з шиною першого джерела живлення, додатковий емітер з'єднано з колектором та базою третього транзистора, емітер котрого підключено до колектора та бази четвертого транзистора, емітер якого з'єднано зі спільною шиною, базу п'ятого транзистора підключено до спільної шини, а колектор з'єднано з вихідною шиною та через третій резистор підключено до шини другого джерела живлення Каскадний підсилювач відрізняється від прототипу тим, що до другого транзистора впроваджено додатковий емітер, який з'єднано з колектором третього транзистора, емітер котрого підключено до колектора та бази четвертого транзистора, емітер якого з'єднано зі спільною шиною Доказом наявності причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак винаходу й технічним результатом є та обставина що технічний результат - високий ККД підсилювача -може бути досягнутим тільки при використовуванні всієї сукупності суттєвих ознак винаходу При відсутності в технічному рішенні хоча б однієї суттєвої ознаки технічний результат не досягається На кресленні зображена схема каскадного підсилювача Каскадний підсилювач містить перший 1, другий 2, третій 3 та четвертий4 п-р-п транзистори, при цьому другий 2 транзистор має додатковий емітер, п'ятий 5 р-п-р транзистор, перший 6, другий 7 та третій 8 резистори, конденсатор 9, шину 10 першого джерела живлення, шину 11 другого джерела живлення, вхідну 12, вихідну 13 та спільну 14 шини, при цьому емітер першого 1 транзистора через перший 6 резистор з'єднано з емітером п'ятого 5 транзистора, колектор першого 1 транзистора з'єднано з шиною 10 першого джерела живлення, а базу підключено до емітера другого 2 транзистора та через конденсатор 9 з'єднано з вхідною 12 шиною, колектор другого 2 транзистора безпосередньо, а база через другий 7 резистор з'єднані з шиною 10 першого джерела живлення, додатковий емітер з'єднано з колектором та базою третього 3 транзистора, емітер котрого підключено до колектора та бази четвертого 4 транзистора, емітер якого з'єднано зі спільною 14 шиною, базу п'ятого 5 транзистора підключено до спільної 14 шини, а колектор з'єднано з вихідною 13 шиною та через третій 8 резистор підключено до шини 11 другого джерела живлення Каскадний підсилювач працює таким чином У відсутності сигнала на ВХІДНІЙ ШИНІ 12 струм від шини 10 першого джерела живлення тече по резистору 7, а далі по двом ланцюгам Перший ланцюг перехід база-емітер транзистора 2, перехід база-емітер транзистора 1, резистор 6, перехід емітер-база транзистора 5, шина 14 Другий ланцюг перехід база-додатковий емітер транзистора 2, перехід база-емітер транзистора 3, перехід база-емітер транзистора 4, шина 14 Так як до колекторів транзисторів 1 та 3 прикладається напруга джерела живлення, а колекторі транзисторів 3 та 4 з'єднані з базами, то за рахунок різниці їх вхідних характеристик (ефект Єрлі), основна частина струму протікає скрізь другий ланцюг Тому, в базу транзистора 1 втікає значно менша частина струму Внаслідок цього, емітерний струм транзистора 1 буде незначним Також буде незначним базовий струм транзистора 5 Коли на шину 12 подається негативна напівхвиля вхідного синусоїдального сигналу, то базовий та емітерний струмі транзистора 1 зменшуються і ВІДПОВІДНО зменшуються базовий та колекторний струмі транзистора 5 На шині 13 формірується негативна напівхвиля вихідного сигналу Конденсатор 9 на цей час заряджується в рахунок різниці потенціалів виникаючих між базою транзистора 1 та негативною на-півхвилею вхідного сигналу Чим більш амплітуда негативної налівхвилі, тім більш різниця потенціалів прикладеться до обкладок конденсатора 9 При цьому верхня обкладка конденсатора 9 (див схему) заряджується позитивно, а нижня негативно Час зарядження конденсатора 9 обумовлен внутрішнім опіром транзистора 2 і дорівнює (при умові, що внутрішнім опіром джерела сигналив можно зневажати) хзар = RitC9, где Rit - внутрішній опір транзистора 2, С9 - ємкість конденсатора 9 Під час прибуття позитивної напівхвили вхідного синусоїдального сигналу на шину 12 базовий та колекторний струм транзистора 1 зростають і ВІДПОВІДНО цьому зростає колекторний струм транзистора 5 На шині 13 формірується позитивна напівхвиля вихідного сигналу Конденсатор 9 на цей час розряджується по ланцюгу емітерний перехід транзистора 1, резисторб, емітерний перехід транзистора 5, шина 14 Час розрядження конденсатора 9 дорівнює х раз = RBXT 1 С9 Вхідний опір транзистора 1 значно більший, ніж внутрішній опір транзистора2 з боку емітера, тому час зарядження конденсатора 9 значно менший, ніж час його розрядження х зар « х разр 5 48809 Внаслідок цього, під час роботи підсилювача в динамічному режимі на конденсаторі 9 накопичується заряд, який виявляється напругою зміщення для транзистора 1 Розмір цього заряду виявляється як функція амплітуди вхідного сигналу ККД запропонованого підсилювача вище, ніж у відомих за рахунок включення опорних елементів (транзистори 3 та 4) між базою транзистора 2 та спільною шиною 7 ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71