Вверх тормашками. Усилитель с заземленным коллектором

Post Reply
UR5FFR
Site Admin
Posts: 2187
Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Позывной: UR5FFR
Location: Odessa

Вверх тормашками. Усилитель с заземленным коллектором

Post by UR5FFR »

В схемотехнике ВЧ усилителей мощности прошлого века периодически можно встретить схемы типа таких
grounded collector 9.png
Тут выходом каждого из каскадов является эмиттер транзистора. В привычном включении транзистора сигнал снимается с эмиттера в случае если транзистор включен с общим коллектором (который у нас тут кстати действительно "общий" и заземлен). Но это не эмиттерный повторитель как может показаться, а каскад усиления, в котором транзистор включен с общим эмиттером.
КТ805 common base push pull.png
Тут вообще все странно - выход подключен к базе транзистора. Хотя мы знаем что база это или вход или заземлена. Но не выход же! :)
Как на ваш взгляд включены транзисторы во втором и третьем каскадах? Нет, не угадали :) Они включены с общей базой.

В сети очень скудная информация по топологии усилителей с заземленным коллектором/стоком. Будем восполнять этот пробел.

Попробуем пошагово заземлить коллектор в усилителе с общим эмиттером работающем для простоты в классе С, то есть без смещения. На следующем рисунке слева на право показана вся трансформация. Первые и вторые схемы идентичны просто по разному нарисованы. На третьей схеме мы поменяли местами нагрузку и источник питания - нам ничто не запрещает это сделать. Следующий шаг - изменяем точку заземления. Последняя схема справа идентична предпоследней, но по другому нарисована
grounded_collector_0.png
Заземление коллектора при включении транзистора с общим эмиттером
grounded_collector_1.png
grounded_collector_1.png (19.17 KiB) Viewed 6660 times
Для включения с общей базой
grounded_collector_2.png
grounded_collector_2.png (18.73 KiB) Viewed 6660 times
Выше для простоты мы рассматривали схемы в классе С без начального смещения на базе. Введение смещения не представляет особой проблемы. Для включения с общим эмиттером получаем два варианта включения резисторов базового делителя
grounded_collector_3.png
Для включения с общей базой путем аналогичных преобразований получается такие схемы
grounded_collector_4.png
grounded_collector_4.png (21.1 KiB) Viewed 6638 times
Приведенные выше схемы применимы и к полевым транзисторам. На практике они имеют смысл при использовании транзисторов с коллектором/стоком на корпусе. Это позволяет избежать применения изолирующих прокладок и улучшить теплоотвод.
UR5FFR
Site Admin
Posts: 2187
Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Позывной: UR5FFR
Location: Odessa

Re: Вверх тормашками. Усилитель с заземленным коллекторм

Post by UR5FFR »

Очевидно, что заземление коллектора можно использовать для транзисторов любой проводимости - как npn, так и pnp. В случае применения pnp питание будет более привычным положительным. Но мощные pnp транзисторы практически не встречаются. Тут нас выручит составной транзистор по схеме Шиклаи. Он состоит из двух транзисторов - маломощного pnp и мощного npn. Итоговые схемы приобретут такой вид
grounded_collector_5.png
grounded_collector_5.png (26.99 KiB) Viewed 6637 times
Таким образом мы получили "заземленный эмиттер" с плюсовым источником питания. И если практическая ценность схемы с общим эмиттером слева сомнительна, то включение с общей базой на схеме справа позволяет непосредственно заземлить эмиттер транзистора, что при классической схемотехнике сделать невозможно - эмиттер заземляется через дроссель или трансформатор. Такая схема мне не встречалась и на мой взгляд обладает новизной.
UR5FFR
Site Admin
Posts: 2187
Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Позывной: UR5FFR
Location: Odessa

Re: Вверх тормашками. Усилитель с заземленным коллекторм

Post by UR5FFR »

Описанные выше преобразования можно применить и к ламповым усилителям. В некоторых случаях это позволит получить новые свойства. Например на следующем рисунке на верхней схеме изображен классический усилитель с общей сеткой. На выходе нам требуется высоковольтный разделительный конденсатор. В случае пробоя/утечек выходной П-контур может оказаться под высоким напряжением, что небезопасно.

Если преобразовать схему и изменить точку заземления то получится схема изображенная внизу. Тут П-контур заземлен по постоянному току, а разделительная емкость не находится по высоким постоянным напряжением. Анод в данной схеме вообще оказывается заземлен по ВЧ.
common grid pa ur5ffr.png
common grid pa ur5ffr.png (32 KiB) Viewed 6367 times
Аналогично можно синтезировать схему с общим катодом. Тут точно так же анод заземлен по ВЧ, а выходной П-контур по постоянному току.
common cathode pa ur5ffr.png
common cathode pa ur5ffr.png (18.16 KiB) Viewed 6367 times
Такие топологии в ВЧ усилителях мощности никогда не встречал. Если у кого-то есть информация по похожим схемам - выкладывайте - будет интересно посмотреть
EMF
Posts: 9
Joined: 20 May 2021, 18:59
Позывной: UW5EMF

Re: Вверх тормашками. Усилитель с заземленным коллекторм

Post by EMF »

В последней схеме какое r вых. лампы будет? И обязательно по входу трансформатор?
UR5FFR
Site Admin
Posts: 2187
Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Позывной: UR5FFR
Location: Odessa

Re: Вверх тормашками. Усилитель с заземленным коллекторм

Post by UR5FFR »

Последняя схема - это схема с общим катодом, а не катодный повторитель как может показаться. Почитайте топик с самого начала.
Трансформатор по входу обязателен
old_screen
Posts: 15
Joined: 13 Jan 2021, 19:31
Позывной: ur5efx

Re: Вверх тормашками. Усилитель с заземленным коллекторм

Post by old_screen »

такое включение первый раз увидел в унч без выходного трансформатора. например на рисунке верхнее плечо.
журнал \радио 1959г номер 6 страница 41
Attachments
pa.png
pa.png (12.82 KiB) Viewed 6344 times
d209l
Posts: 55
Joined: 07 Sep 2019, 22:12

Re: Вверх тормашками. Усилитель с заземленным коллекторм

Post by d209l »

Доброго.Не похоже на это ? я по подобной схеме делал инвертор .Коллекторы на радиатор ,эмиттеры в трансформатор и развязка трансформаторная.Разницы особо никакой не увидел .
Attachments
tranz.JPG
tranz.JPG (15.9 KiB) Viewed 4194 times
Post Reply