Страница 34 из 50
Если сигнал с нее должен подаваться на громкоговоритель, сопротивление звуковой катушки которого составляет 10 Ом, то между ними нужно установить трансформатор с отношением витков первичной обмотки ко вторичной:
Но остановимся сегодня на этом, так как я не хочу препятствовать благотворному действию аспирина на твой организм. Желаю скорейшего выздоровления!
Твой друг Любознайкин.
Беседа десятая
СВЯЗИ ВСЕХ ВИДОВ
В ходе предыдущих бесед Любознайкин и Незнайкин изучили работу одиночного транзистора. Теперь они хотят рассмотреть схемы с несколькими транзисторами и способы связи транзисторов между собой. Цепи связи должны передавать последующему транзистору мощность, отдаваемую предшествующим транзистором. Как будет показано, кроме цепей связи, заимствованных из ламповой техники, здесь можно применять множество свойственных только транзисторам хитроумных комбинаций, которые сначала удивляют Незнайкина и вызывают у него бурный энтузиазм.
Содержание: Основные схемы с транзисторами структуры n-р-n. Преимущества и недостатки трансформаторной связи. Регулировка громкости звука. Резистивно-емкостная связь. Емкость конденсатора связи. Схема с непосредственной связью. Усилитель постоянного тока. Схема с дополнительной симметрией. Тандем из двух транзисторов.
О транзисторах n-р-n
Незнайкин. — Последнее время, мой дорогой Любознайкин, ты говорил мне лишь о транзисторах типа р-n-р, обращаясь с транзисторами типа n-р-n, как с бедными родственниками.
Любознайкин. — Для этого есть две причины: во-первых, тип р-n-р — самый распространенный, а во-вторых, все, что мы говорим о транзисторе типа р-n-р, может относиться и к транзистору типа n-р-n — для этого нужно всего лишь поменять полярность источников питания и полярность электролитических конденсаторов в схемах.
Н. — Именно этим я и занимался, приспосабливая к транзисторам типа n-р-n рассмотренные нами в прошлый раз три основные схемы. И я сделал эти рисунки (рис. 87).
Рис. 87. Включение транзистора структуры n-р-n в трех основных схемах. Обратите внимание на полярность батарей.
Л. — Не преувеличивай! Если судить по схемам, а я должен признать, что они сделаны безукоризненно правильно, то грипп не сказался отрицательно на твоих умственных способностях.
Н. — Я тоже надеюсь на это, так как горю от нетерпения перейти к изучению полных схем усилителей и приемников на транзисторах. Впрочем, я думаю, что при составлении таких схем можно пользоваться знакомыми нам из ламповых схем принципами, учитывая, конечно, невысокое сопротивление транзисторов.
Принципиальная разница
Л. — И да, и нет, Незнайкин. Не удивляет ли тебя мой достойный оракула ответ? Разумеется, все цепи связи, используемые в ламповых схемах, применимы и для транзисторов. Но тем не менее между ними есть принципиальная разница: в любой ламповой схеме каждый каскад подает на следующий усиленное напряжение; и только оконечный каскад управляемый чаще всего тоже напряжением, должен отдавать мощность. В отличие от этого в транзисторных схемах каждый каскад передает некоторую мощность, которую он усилил и которую следующий каскад в свою очередь должен усилить.
Я сказал бы, что транзисторный приемник представляет собой цепочку каскадов, на которых непрерывно нарастает мощность.
Н. — Я признаю, что это существенно изменяет суть дела. В своем письме ты хорошо объяснил мне, что если хотят передать на сопротивление нагрузки максимальное напряжение, то стараются взять это сопротивление большой величины.
Именно этого стремятся достичь во всех связях между лампами, и это легко удается, так как входное сопротивление лампы бесконечно велико. В транзисторных же схемах мы стремимся передать максимальную мощность. Для достижения этой цели нужно, чтобы сопротивление нагрузки имело ту же величину, что и сопротивление источника. Однако на всех трех рассмотренных нами схемах входное и выходное сопротивления имеют весьма различные значения. Отсюда я делаю вывод, что необходимо согласовывать сопротивления с помощью трансформатора. Следовательно, единственным средством связи между транзисторами может быть трансформатор.
Л. — О непоседливая молодость! К сожалению, должен тебя огорчить. В транзисторной технике связь с помощью резисторов (точнее, резистивно-емкостная) тоже имеет право на существование. Можно даже вообще обойтись без каких-либо элементов связи, соединив непосредственно выход транзистора одного со входом транзистора другого каскада.
Н. — Как? Куском простой проволоки?
Преимущества и недостатки трансформатора
Л. — Вот именно. Однако продолжим все по порядку, и если ты уделяешь столько внимания трансформатору, начнем с него. Ты назвал только одно из его положительных качеств — он позволяет согласовать выходное сопротивление каскада с входным сопротивлением следующего каскада, т. е. добиться оптимальных условий передачи мощности, но есть и другие качества. Малое сопротивление провода его обмоток вызывает достаточно малое падение питающего напряжения, и поэтому можно пользоваться источниками питания с невысоким напряжением. И, что особенно важно для высокочастотных усилителей, выбором соответствующей связи с колебательными контурами можно добиться хорошей избирательности в каскадах высокой и промежуточной частоты. При этом можно не только подобрать требуемую степень связи между двумя транзисторами, но и добиться нужной полосы пропускания частот.
Н. — Ты видишь в трансформаторе только положительные качества, и я не могу понять, почему…
Л. — Как видно, я должен показать тебе и оборотную сторону медали. Прежде всего, какого бы прогресса не достигла миниатюризация, трансформатор занимает больше места, чем детали резистивно-емкостной схемы связи (по крайней мере на низких частотах, так как в блоках высокой и промежуточной частоты никакой вид связи не может конкурировать с трансформаторной). Кроме того, низкочастотный трансформатор оказывается дороже, чем резисторы и конденсаторы.
Н. — Одним словом, трансформатор приносят в жертву.
Л. — Фирмы, выпускающие транзисторные приемники, не филантропы, и поскольку покупатель требует все более портативных приемников, то, отказываясь от трансформаторов, они получают двойную экономию. Впрочем, при применении трансформатора возникает еще одна трудность, особенно когда его устанавливают на входе усилителя с большим коэффициентом усиления.