Всем привет!
___Выкладываю несколько схем однотактных повторителей/усилителей с управляемым источником тока в цепи нагрузки. Во всех схемах принят способ управления ИТ (Т3) в зависимости от тока, генерируемого ведущим транзистором (Т1). Особенностью всех схем является использование ПТ (Т2) в качестве преобразователя ток ведущего ПТ - напряжение возбуждения затвора транзистора ведомого ИТ.
____Схемы в общем то давно известны. Но использование ПТ в качестве преобразователя ток/напряжение имеет некоторые преимущества.
Проследим все преобразования по ходу сигнала.
По Рис3 следить удобнее. Для упрощения принимаем крутизну всех транзисторов одинаковую.
__1. Сигнал поступает на з-и Т1 и преобразуется в ток стока. В соответствии со свойствами ПТ закон преобразования квадратичный.
__2. Ток стока Т1 протекает через канал Т2, и далее в нагрузку. Принимаем, что Т2 работает в активном режиме, и ток канала однозначно определяется напряжением з-и. Так как токи через Т1, и Т2 равны, и параметры транзисторов одинаковы то равны и модули напряжения з-и для обеих транзисторов. Иными словами форма напряжения на Т2 без искажений повторяет форму напряжения на затворе Т1 (не квадратичная, а линейная).
__3. Напряжение сигнала с з-и Т2 через батарею смещения поступает на з-и Т3 и преобразуется в ток стока. Закон преобразования квадратичный.
__4. Токи Т1 и Т3 складываются в нагрузке, причём вторая гармоника в сумме взаимно компенсируется.
__О выборе тока покоя. Преобразование напряжения затвора в ток стока по квадратичному закону в каждом плече происходит в рабочем диапазоне токов но без захода в режим отсечки. Если ток приближается к отсечке - квадратичный закон нарушается, и кроме второй гармоники в плечах появляются высшие нечётные гармоники, которые уже не компенсируются. Режим отсечки наступает при токе нагрузки в 4 раза превышающем ток покоя. При превышении этого тока усилитель выходит из класса А, и переходит в режим АВ. Для работы в классе А во всём диапазоне выходных токов необходимо установить ток покоя равным 1/4 от ожидаемого пикового тока нагрузки.
__О подборе транзисторов. Для взаимной компенсации чётных гармоник необходима одинаковая крутизна Т2, и Т3. Крутизна Т1 не обязательно должна соответствовать крутизне Т1 и Т2. Например при меньшей крутизне Т2 и Т3 по отношению к Т1 -- за счёт большего сопротивления Т2, на нём выделится и большее напряжение сигнала для управления Т3 и усиление плеч выровняются. На частотные свойства схем влияют в основном свойства Т1.
_Для балансировки плеч удобно Т2 взять с большей крутизной, чем Т3 и подогнать (уменьшить) крутизну с помощью вспомогательного подгоночного резистора (1...3кОм ?). Концы резистора на сток и исток Т2, а ползунок - на затвор.
Рис1. Заимствовано из ветки "Привет от Семигора". https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=10880 и https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2334155
Рис2. За счёт применения Р канальных Т2 и Т3 заземлена АС. Немного повышается выходное сопротивление.
Рис3. УНЧ по схеме ОИ. Большое выходное сопротивление, практически ИТУН.
Если ИТУН не требуется, то УМ дополняется простым УН, и вводится ООС. Вспомнил свою ветку "усилитель на трёх транзисторах" и подумал о реинкарнации её в новом виде, с устранением большинства недостатков.
На схемах цепи смещения показаны условно. Установка тока покоя - регулировкой напряжения на Б2. В качестве Б2 применяется стандартная цепочка термостабилизации из транзистора с построечным сопротивлением, зашунтированная конденсатором. Так как токи смещения ПТ составляют доли микроампер - цепи смещения Б2 можно выполнить упрощённо, с питанием от гальванических элементов. На схемах не показаны цепи защиты от перенапряжения затвора Т1.
_________В целях упрощения читаемости приведены наиболее простые схемы. В практике исходные схемы несложно преобразовать в другую конфигурацию. Например в схемы с плавающим источником питания, или в схемы с переносом точки подключения земли.
Социальные закладки