Каскодный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02397 А 1)5 Н 03 РЗ/ ОПИСА АВТОРСКОМ ИЗОБРЕТЕ ИДЕТЕЛЬСТВУ тво СССР. 1969. ся к радиоэлектроться в усилителях ля согласования и овременно может ющих функций; мообразователя. Мои,ринципискодного 16 д 1 р 4 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(2 1) ) 4917543/09 (2 ) 16.01.91. (4 ) 15,03.93, Бюл, М 10 (7 )М.Д,Лалайкин (5 ) Авторское свидетельс )ч".327568, кл, Н 03 Г 3/42 (54) КАСКОДНЫЙ УСИЛИ (57) Изобретение относит нфса и может иооовьаова ра 1 зличного назначения, д ус ления сигналов, однвь пол нять одну из следу ду)1 ятора, смесителя, пре Изобретение относится к электронной тейнике и может использоваться для усилени, согласования, модулирования, преобра ования частот сигналов и как смеситель в адиоприемных устройствах.Цель изобретения - повышение коэффициента усиления и стабильностНа фиг,1 и 2 представлены и алные электрические схемы ка усилителя.Каскодный усилитель содеркит первый, второй. третий транзисторы 1, 2, 3, нагрузо 1 ный элемент 4, первый резистивный делитель напряжения на резисторах 5, 6, фаорасщепительный каскад, выполненный на четвертом транзисторе 7, втором резист вном делителе на резисторах 8, 9, третий ре истивный делитель на резисторах 10, 11, и р зисторе 12, входные шины 13. 14, выходну шину 15.Каскодный усилитель работает следующим образом. жет найти применение при схематическом проектировании унифицированных модулей в микроэлектронике, Цель - повышение коэффициента усиления и стабильности, Каскодный усилитель состоит из четырех транзисторов: три включены последовательно по постоянному току (первый и второй, одного типа, по схеме с общим коллектором, а третий, другого типа, по схеме с общей базой) четвертый транзистор, входящий в состав фазорасщепительного каскада и управляющий сдвигом потенциального уровня, включен во входной цепи каскодного усилителя, 2 ил,Пусть на входную шину 13 подается синусоидальный сигнал, то он,усиленный и сдвинутый по уровню, окажется на выходной шине 15, На примере фиг.1 это происходит следующим образом: поступив на базу транзистора 13 он.усиленный по току, поступает на коллектор транзистора 1, параллельно через резистор 11 поступает на эмиттер ЬЭ транзистора 7, включенного по схеме с общей базой, и,усиленный по напряжению,выделяется на его коллекторе, к которому подключена база транзистора 1, включенного по схеме с общим коллектором, следовательно, сигнал, усиленный по току, выделяется на его эмиттере, с которого поступает на эмиттер транзистора 2. Он так же, как и четвертый, включен по схеме с общей базой и усиливает сигнал еще раз по напряжению. Если на входную шину 14 управления сдвигом уровня подать запирающий сигнал, то транзистор 7 подзакрывается и подзакрывает транзистор 1, 1802397ВвЧ 67В 7В 1 Чэк 1 + Чэк 2 (1) ряжения на переходе транзистора:пряжения на прометер первого транзи Ьде ЧбэЗ - ибаза-эмиттЧэк 1жутке колтора; "Чэк 2тк кол Чвых= Чбэз адение нап ер третьео падение нлектор-эми ия на пром рого транз падение напряжеектор-эмиттер втиттера четвертогоЧ 671 э 7 =- (В 7+ 1Вв жу е с тора.Ток эм зистора 7), (2) гдЕ Ч 67 - наПрзистора 7,Вв - сопроВ 7 - коэфзистора 7,Падение напряжения на последнем увеличивается, что подзакрывает транзистор 2, Падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора 2 увеличивается, сдвиг потенциального уровня сигнала увеличивается, если наоборот сигнал с входной шины 14 приоткрывает транзистор 7, он приоткрывает транзистор 1, падение напряжения на транзисторе 1 уменьшается, что приоткрывает транзистор 2, сдвиг потенциального уровня уменьшается.При работе в качестве смесителя на одну из входных шин подается частота сигнала, а на другой частота гетеродина. На нагруэочном элементе 4 - резонансном колебательном контуре выделяется соответствующая частота. Входная шина 14 фиг,1 обладает более высокими усилительными параметрами по отношению ко входной шине 13, но не обеспечивает такого сдвига потенциального уровня.При работе в качестве импульсного модулятора на одну из входных шин подается несущая частота, а на другую моделирующие импульсы низкой частоты, на элементе 4 выделяются модулирующие импульсы с высокочастотным заполнением несущей частотой.Из работы видно, что предлагаемое устройство наряду с функцией усиления и сдвига потенциального уровня может одновременно выполнять одну иэ следующих функций; смешение, модуляцию, преобразование частот, Кроме этого отличается от прототипа более высоким коэффициентом усиления и большой стабильностью, Рассмотрим термостабильность сдвига потенциального уровня. Если сигнал подается и снимается относительноЕо,.то сдвиг потенциального уровня для предлагаемого ус- тройства яжение база-коллектор т вление резистора 8:циент передачи тока трэн Ток базы третьего транзистора 3 приусловии Чбэ 1= Чбэ 2ббб 2 2 Чбэ Чэк163В 1 о 5 (3)где 1 бз - ток базы третьего транзистора 3,Ч 62 - потенциал базы второго транзистора 2,В 1 о- сопротивление резистора 10 в базетретьего транзистора 3Ток эмиттера третьего транзистора 3:Чбб - 2 Чбз Чэк 1 ббб 57 бЯ1 эзх х (ВЗ+ 1) (4) Ток коллектора первого транзистора 1:Чэк 1 Чэк 7 Ч 67 В 7) В 1 (5)В 11 В 8 ГДЕ Чэк 7 - ПаДЕНИЕ НаПРЯжЕНИЯ На ПРОМЕ- жутке коллектор-эмиттер четвертого транзистора 7, В 11 - сопротивление резистора 11, В 1 - коэффициент передачи тока первого транзистора 1, Из условия 1 эз=1 к 1, получим уравнение:- Чэк 1) В 8Учитывая, что 1+ Вз - В 1 и заменяяВз - В 1= В получим после преобразований:Вц В 11 В 7Чэк 1 Чбэ - Ч 62 Чэк 7-35 В 1 о 2 В 1 о 2 ВУчитывая, что В 7 и В с температуройизменяются пропорционально, можно сделать заключение, что падение напряженияна транзисторе 1 - Чэк 1 от изменения В не40 зависит,Фиг.2 отличается от фиг.1 более низкимкоэффициентом усиления по напряжению,но более высоким входным сопротивлением(2 раза) и более низким выходным сопротив 45 лением (1,5 раза).Формула изобретенияКаскодный усилитель, содержащий соединенные последовательно по постоянномутоку первый транзистор, имеющий одну50 структуру и включенный по схеме с общимколлектором, второй транзистор, имеющийдругую структуру и включенный по схеме собщей базой, нагрузочный элемент, а такжепервый резистивный делитель напряжения,имеющий один отвод и включенный междушинами питания, о т л и ч а ю щи й с я тем,что, с целью повышения коэффициента усиления и стабильности, введены третий транзистор, имеющий структуру первоготранзистора, эмиттер и коллектор которого180 Л 97 оставитель И,Водяхинехред М.Моргентал Редактор арректор алий аказ 851 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 соединены соответственно с коллектором первого транзистора и соответствующей шиной питания, фазорасщепительный каскад, выходы которого подключены к базам первого и третьего транзисторов и выполненный на четвертом транзисторе, втором и третьем резистивных делителях с одним отводом и резисторе, включенном в коллекторную цепь четвертого транзистора,причем второй резистивный делигель включен между шинами питания и его отвод подключен к базе четвертого транзистора.третий резистивный делитель включен в 5 змиттерную цепь четвертого транзистора иего отвод является одним из выходов фазорасщепительного каскада, другим выходом которого является коллектор четвертого транзистора.10