Комплементарная пара – транзистор – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Комплементарная пара транзисторов в двухтактной схеме эмит-терного или истокового повторителя не требует парафазного сигнала для раскачки. Это существенно упрощает схему ОУ и является основной причиной распространения такой схемной конфигурации двухтактных эмиттерных повторителей. Оконечные каскады ОУ выполняются как на одиночных комплементарных парах транзисторов, так и на комплементарных парах на основе составных транзисторов. [1]
Усилитель выполнен на комплементарной паре транзисторов, причем нагрузка включена в их эмиттерную цепь. Следовательно, транзисторы работают в режиме повторителей напряжения. Усиление мощности обусловлено усилением тока. В режиме покоя оба транзистора закрыты, поскольку напряжение на эмиттерных переходах равно нулю. Во время положительной полуволны входного сигнала открыт п – р – n – транзистор, ток / К1 через нагрузку протекает в направлении, указанном штриховой стрелкой.
Это объясняется тем, что усилительные свойства комплементарной пары транзисторов примерно одинаковые и применение УЭ в качестве динамической нагрузки, а динамической нагрузки в качестве УЭ почти равнозначно. КБЗ, которая для кремниевых транзисторов средней мощности достигает десяти вольт. Следовательно, с помощью комплементарной пары транзисторов в каскаде с динамической нагрузкой можно транслировать постоянный потенциал вниз от единиц до десятков вольт, что весьма существенно для интегральных усилителей, где используются непосредственные связи между каскадами. [3]
Можно, конечно, применять и не комплементарную пару транзисторов, например транзисторы типа ВС490, но при этом увеличится значение коэффициента формы синусоидального напряжения. [4]
Двухтактные эмиттерные повторители в ОУ выполняются на комплементарной паре транзисторов, один из которых обычный п-р – п транзистор с вертикальной инжекцией носителей, а другой – транзистор р-п – р тина, реализованный на подложке.
Иногда в одном плече двухтактного эмит-терного повторителя применяется составной транзистор, который состоит из входного р-п – р транзистора с горизонтальной инжекцией носителей и выходного п-р – п транзистора с вертикальной инжекцией носителей. Составной транзистор является транзистором р-п – р типа, и его можно сформировать в кристалле без дополнительных технологических операций. Для питания транзисторов двухтактного оконечного каскада необходимо иметь либо два источника питания, либо один источник питания и два конденсатора очень большой емкости, либо один источник и выходной трансформатор ( см. гл. Поскольку ни трансформатор, ни конденсаторы большой емкости по микроэлектронной технологии получить невозможно, то для питания транзисторов двухтактного оконечного каскада ОУ используют почти всегда два источника питания.
[5]
Для создания усилителей очень низких частот и особенно усилителей постоянных и медленно изменяющихся напряжений и токов используют двухкаекадные усилители на комплементарных парах транзисторов с непосредственными связями.
Транзисторы и резисторы в коллекторных ( RK) и эмиттерных ( R3) цепях попарно симметричны и подобраны таким образом, что обеспечивается стабильный рабочий режим по постоянному току и параметры усилителя очень мало зависят от изменений напряжения источника питания и изменений температуры. Если на входе и выходе усилителя устанавливаются разделительные конденсаторы С1 и С2, то усилитель пригоден только для усиления импульсных сигналов и сигналов переменного тока.
[6]
Соответствующие варианты включения КМОП /) / Д-5-триггера при неполном использовании его функциональных возможностей показаны на рис. 5.35 г – у КМОП ИС не рекомендуется оставлять неподключенным ни одного неиспользованного входа из-за открывания входной комплементарной пары транзисторов, что приводит к протеканию большого сквозного тока и резкому увеличению потребления мощности в статическом режиме. [7]
Принципиальная электрическая схема радиоприемника Эхо-601 – стерео.
[8] |
Все каскады УЗЧ имеют гальванические связи. Выходные каскады – двухтактные на комплементарных парах транзисторов. [9]
Темпера-ура поддерживается простым терморегулятором, выполненным на
Более эффективны способы компенсации прохождения сигналов управления на выход. С этой точки зрения предпочтительны последовательно-параллельные ключи, в которых один ключ всегда работает на запирание, а другой на отпирание, и ключи на комплементарной паре транзисторов, один из которых имеет канал п-типа, а другой р-типа. [11]
| Электрические параметры интегральных операционных. [12] |
На выходе усилителя используется эмит-терный повторитель на комплементарных транзисторах Т ] з и Ti4, работающих в режиме В.
Такой режим работы способствует уменьшению мощности, отбираемой от источников питания. При этом благодаря использованию комплементарной пары транзисторов Т з и Ги выходной каскад обеспечивает передачу сигналов как положительной, так и отрицательной полярности. При появлении в коллекторной цепи Т12 сигналов положительной полярности отпирается п-р-и-транзистор Т ( 4 и передает сигнал на выход, а при появлении сигналов отрицательной полярности отпирается р-п-р-транзистор Ti3, также обеспечивая передачу сигнала на выход.
[13]
Это объясняется тем, что усилительные свойства комплементарной пары транзисторов примерно одинаковые и применение УЭ в качестве динамической нагрузки, а динамической нагрузки в качестве УЭ почти равнозначно. КБЗ, которая для кремниевых транзисторов средней мощности достигает десяти вольт. Следовательно, с помощью комплементарной пары транзисторов в каскаде с динамической нагрузкой можно транслировать постоянный потенциал вниз от единиц до десятков вольт, что весьма существенно для интегральных усилителей, где используются непосредственные связи между каскадами.
Комплементарная пара транзисторов в двухтактной схеме эмит-терного или истокового повторителя не требует парафазного сигнала для раскачки. Это существенно упрощает схему ОУ и является основной причиной распространения такой схемной конфигурации двухтактных эмиттерных повторителей. Оконечные каскады ОУ выполняются как на одиночных комплементарных парах транзисторов, так и на комплементарных парах на основе составных транзисторов. [15]
Страницы: 1 2
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| © 2017 Vpayaem.ru All Rights Reserved |
Достоинство это не скрывается под большими семейными трусами, а наоборот так и норовит
прорости наружу в виде красивого (“мягкого/лампового”) звучания, малого уровня искажений и устойчивости к перегрузкам.
Причём по некоторым характеристикам, таким как: крутизна характеристики, сопротивление сток-исток в открытом состоянии,
подобные транзисторы превосходят своих специализированных аудио коллег.
Схема комплементарной симметрии — усилители
Усилители
Переходные транзисторы доступны как типы PNP и NPN. Если два типа транзисторов соединены в один каскад (рисунок ниже), путь тока (указанный стрелками) в выходной цепи завершается через коллекторно-эмиттерные переходы транзисторов. При подключении к этому Таким образом, схема упоминается как схема комплементарной симметрии .
Схема дополнительной симметрии обеспечивает все преимущества обычной схемы.
двухтактные усилители без необходимости в каскаде драйвера фазоинвертора или
для входного трансформатора с отводом от средней точки.
Параллельное подключение выхода
цепь по отношению к нагрузке устраняет необходимость в отводной первичной обмотке.
трансформатор в выходной цепи.
Схема комплементарной симметрии с нулевым смещением.
На рисунке выше показаны два транзистора в комплементарном соединении симметрии. Транзистор Q 1 представляет собой транзистор PNP и транзистор Q 2 — NPN-транзистор. Отрицательный входной сигнал смещает транзистор Q 1 в прямом направлении и заставляет его проводить. Положительный входной сигнал смещает транзистор в прямом направлении Q 2 и заставляет его проводить. Поскольку один транзистор проводит, другой непроводящие, потому что сигнал, который идет вперед, смещает один транзистор, обратное смещение другого транзистора.
Результирующее действие в выходной цепи можно понять, рассмотрев
схема рисунка ниже. Это упрощенная версия выходной схемы.
Внутренняя цепь эмиттер-коллектор транзистора Q 1 представлен переменным резистором R 1 и транзистора Q 2 переменным резистором Р 2 .
Упрощенный вариант выходной схемы комплементарной схемы симметрии.
При отсутствии входного сигнала и работе класса B (нулевое смещение эмиттер-база)
переменные плечи переменных резисторов можно считать находящимися в выключенном состоянии
позиции (бесконечные сопротивления R 1 и Р 2 ). Ток через транзисторы не течет
ни через нагрузочный резистор R L . Когда входящий сигнал идет
положительный, транзисторный Q 2 проводящий и транзисторный Q 1 остается непроводящим. Переменный резистор Р 1 остается в выключенном состоянии. Переменное плечо резистора R 2 движется к точке 3 и ток проходит через последовательную цепь
состоит из батареи В CC2 , переменного резистора R 2 и резистор R L . Величина текущего потока
зависит от величины входящего сигнала, регулируемый рычаг перемещается
к точке 3 для увеличения прямого смещения и к точке 4 для уменьшения
смещение вперед.
Ток течет в направлении пунктирной стрелки,
выдает напряжение указанной полярности. Когда входной сигнал проходит
минус, транзистор Q 1 проводники и транзистор Q 2 становится непроводящим. То же действие повторяется с
переменный резистор R 1 . Ток течет через батарею В CC1 , нагрузочный резистор R L и
переменный резистор R 1 в направлении, указанном
сплошная стрелка и создает напряжение на резисторе R L с указанием полярности.
Для работы класса А схемы дополнительной симметрии напряжение
Сеть делителя (не показана) используется для подачи прямого смещения на два
транзисторы, чтобы коллекторный ток не отключался в любое время.
В упрощенной схеме (рисунок выше) переменных резисторов не будет.
положение Off в любое время. Постоянный ток смещения в выходной цепи протекает
от плюсовой клеммы аккумулятора В CC2 , через
переменный резистор R 2 , переменный резистор Р 1 ,
и к отрицательной клемме аккумулятора В CC1 .
Через резистор R L ток не течет. Под этим
условиях, выходную цепь можно считать балансным мостом, плечи
моста из резисторов R 1 и R 2 и батареи V CC1 и В СС2 . Когда входной сигнал становится положительным, транзистор Вопрос 2 проводник и транзистор Q 1 проводит меньше. В упрощенной схеме переменное плечо резистора R 1 перемещается к точке 1 и к точке резистора R 2 перемещается к точке 3. Это действие приводит к дисбалансу
мост и ток течет через резистор R L в направлении пунктирной стрелки, создавая напряжение с
указана полярность. Когда входной сигнал становится отрицательным, транзистор Q 1 проводник и транзистор Q 2 проводит меньше. В упрощенной схеме переменное плечо резистора R 1 перемещается к точке 2 и к точке резистора R 2 движется к точке 4.
Мост снова разбалансирован,
и ток течет через резистор R L в направлении
сплошной стрелки, производя напряжение с указанной полярностью.
Ни в классе B, ни в классе A постоянный ток не протекает через нагрузочный резистор. Преимущество этого свойства можно получить, подключив громкоговоритель напрямую. вместо резистора Р Л . Громкоговоритель не будет смещен постоянным током, протекающим через него, и поэтому искажения не произойдут.
На рисунке ниже показана дополнительная схема симметрии, к которой было применено прямое смещение. Напряжение, развиваемое на диодах D 1 и D 2 обеспечивает прямое смещение для каждого транзистор. Два диода выбраны в соответствии с характеристиками транзисторы. Р 1 и R 2 обеспечить необходимый ток смещения и обычно делаются равными, чтобы смещать оба транзисторы поровну.
Схема дополнительной симметрии со смещающими диодами.
Коэффициент усиления по постоянному току в комплементарных транзисторах
Действительно ли это совпадение только с точностью до 10%?
Быстрая проверка таблицы данных:
Действительно, hFe кажется хорошо согласованным между этими двумя параметрами, но имейте в виду, что эти кривые представляют типичный характеристики. Изготовитель гарантирует только значения в таблице характеристик:
При указанных условиях (Ic=4A Vce=4V) минимальное значение hFe равно 20, а максимальное равно 70. Значение hFe около 50 из приведенной выше кривой соответствует действительности. посередине, поэтому мы должны ожидать распределения по Гауссу, но они не говорят о его дисперсии. Кроме того, hFe сильно меняется в зависимости от температуры:
Кривые от другого транзистора, но вы поняли. Так как речь идет о силовых транзисторах, то они предположительно будут использоваться в усилителе мощности и соответственно будут греться, причем не обязательно до одной температуры, также температура будет разной, и возможно один транзистор будет установлен на более прохладной части тепла раковина и т.
д.
Другими словами, правда “между 20 и 70” при определенных условиях, что совсем не похоже на “hFe соответствует 10%”.
Наличие одинакового hFe для обоих транзисторов означает, что оба они будут одинаково нагружать схему драйвера (которая обеспечивает их базовый ток), и это должно уменьшить некоторые формы искажений.
Это то, что вы обычно ожидаете от «дополнительной пары»: два транзистора, которые производитель попытается сделать очень похожими, но на самом деле недостаточно, чтобы называться «согласованными». Кроме того, невозможно изготовить НПН и ПНП с одинаковыми характеристиками.
Если вы хотите, чтобы два транзистора были максимально согласованы и идентичны, единственный способ — изготовить их из одной и той же кремниевой пластины и расположить рядом друг с другом, чтобы они были изготовлены в одинаковых условиях. Они должны быть одного типа (например, 2x NPN).
Пример: SSM2220 или более дешевая серия DMMT. В этом случае транзисторы маломощные, в одном корпусе, чтобы попытаться сохранить их температуру как можно ближе, и они либо на одном кремниевом кристалле, либо на той же кремниевой пластине с тщательно контролируемым согласованием, проверенным тестированием.
Очень важным моментом в этих согласованных транзисторах является согласование Vbe, так как именно оно определяет входное напряжение смещения, если они используются как пара с длинным хвостом.
PS: Если вы хотите построить аудиоусилитель, 2955/3055 класса B не рекомендуется.
РЕДАКТИРОВАТЬ:
Легче сопоставить NPN и NPN, потому что это один и тот же процесс изготовления, и вы можете изготовить оба транзистора в одних и тех же условиях, на одной пластине, на одном производственном цикле.
Однако, если они не расположены рядом друг с другом на одной и той же пластине, такие вещи, как легирование, осаждение паров и т. д., никогда не будут идеально однородными на вашей пластине, и они будут меняться между пластинами… так что ваши два «идентичных» транзистора будут имеют большой разброс в своих характеристиках… это факт производства кремниевых чипов.
NPN и PNP используют разные процессы изготовления, с разными шагами, выполняемыми в разном порядке, который будет зависеть от разных параметров.
