WikiDer > Дополнительная пара обратной связи

Complementary feedback pair
Конфигурация транзисторов с дополнительной парой обратной связи

В электроника, то дополнительная пара обратной связи, также известный как Пара Шиклай, представляет собой конфигурацию двух биполярные транзисторы, аналогично Пара Дарлингтона.[1] В отличие от схемы Дарлингтона, дополнительная пара обратной связи имеет один NPN и один PNP транзистор, поэтому его иногда еще называют «дополнительным Дарлингтоном». Конфигурация названа в честь своего раннего популяризатора, Джордж К. Шиклай.

Характеристики

Текущий коэффициент усиления пары аналогичен коэффициенту усиления пары Дарлингтона и является произведением текущих коэффициентов усиления двух транзисторов. На рисунке справа показана пара NPN-PNP, которая в целом действует как один транзистор NPN. При замене Q1 транзистором PNP и Q2 транзистором NPN пара в целом будет действовать как транзистор PNP.

Приложения

В типичном приложении дополнительная пара обратной связи действует как один транзистор того же типа (например, NPN), что и Q1, и с очень высоким коэффициентом усиления по току (β). Эмиттер Q2 функционирует как коллектор. Следовательно, эмиттер Q2 обозначен буквой C на рисунке справа. Аналогичным образом, в типичном приложении коллектор Q2 (также подключенный к эмиттеру Q1) функционирует как эмиттер и поэтому обозначен буквой «E». Как и в случае с парой Дарлингтона, резистор (например, 100 Ом – 1 кОм) можно подключить между эмиттером и базой Q2, чтобы улучшить его время выключения (то есть его характеристики для высокочастотных сигналов).[1]

Преимущества

Одним из преимуществ перед парой Дарлингтона является то, что базовое напряжение включения составляет всего около 0,6 В или половину от номинального напряжения включения 1,2 В. Как и Darlington, он может насыщать только до 0,6 В, что является недостатком для мощных каскадов.

Дополнительные выходные каскады на основе обратной связи

Дополнительные пары обратной связи часто используются в выходных каскадах усилителей мощности из-за их преимуществ как в линейности, так и в полосе пропускания по сравнению с более распространенными выходными каскадами эмиттерного повторителя Дарлингтона. Они особенно полезны в усилителях, где предполагаемая нагрузка не требует использования параллельных устройств.[2]

Дополнительные пары обратной связи также могут иметь преимущество превосходной термической стабильности при правильных условиях. В отличие от традиционной конфигурации Дарлингтона, ток покоя намного более стабилен по отношению к изменениям температуры выходных транзисторов с большей мощностью по сравнению с драйверами с меньшей мощностью.[3] Это означает, что выходной каскад Sziklai в усилитель класса AB требуется только, чтобы сервотранзистор или диоды смещения были термически согласованы с транзисторами драйвера меньшей мощности; их не нужно (и не следует) размещать на основном радиаторе. Это потенциально упрощает разработку и реализацию стабильного усилитель класса AB, уменьшая потребность в эмиттерных резисторах,[4] значительно сокращает количество компонентов, которые должны находиться в тепловом контакте с радиатором, и снижает вероятность теплового разгона.

Оптимальный ток покоя в усилителе, использующем дополнительные пары обратной связи, также имеет тенденцию быть намного ниже, чем в выходных каскадах Дарлингтона, порядка 10 мА против 100 мА или более для некоторых выходных каскадов эмиттерного повторителя. Это означает, что во многих случаях потребляемая мощность в режиме ожидания составляет порядка нескольких ватт против десятков ватт при той же производительности.[2] Это очень веская причина использовать пару Sziklai в случаях, когда выходная мощность умеренная (25–100 Вт), точность воспроизведения критична и желательно относительно низкое энергопотребление в режиме ожидания.

Квазикомплементарные выходные каскады

Исторически разработчики часто использовали «квазикомплементарную» конфигурацию, в которой используется пара кнопок Дарлингтона (т. Е. Два NPN-транзистора) и дополнительная пара обратной связи (т. Е. Один PNP и один NPN-транзистор). Эта конфигурация, в которой используются три NPN-транзистора и один PNP-транзистор, является выгодной, потому что, хотя первые транзисторы и наиболее распространенные малосигнальные транзисторы на протяжении десятилетий были германиевыми PNP-устройствами, кремниевые силовые транзисторы PNP развивались медленнее и исторически были более дорогими. чем их аналоги NPN. С другой стороны, если бы использовался германиевый прибор PNP, он имел бы существенно другие характеристики. В квазикомплементарной топологии характеристики нижней тяговой пары, в которой использовался один NPN-транзистор, более точно соответствовали характеристикам верхней выталкивающей пары, которая состоит из двух NPN-транзисторов и идентичного устройства питания.[3]

Хотя на протяжении десятилетий квазикомплементарный выходной каскад имел смысл, поскольку силовые транзисторы PNP и NPN стали примерно одинаково доступны и имели более близкие рабочие характеристики, современные усилители мощности звука часто используют эквивалентные топологии для обеих пар; либо оба излучателя Дарлингтона, либо обе пары Шиклая.[3][4]

Рекомендации

  1. ^ а б Горовиц, Пол; Уинфилд Хилл (1989). Искусство электроники. Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-37095-7.
  2. ^ а б Селф, Дуглас (18.06.2013). Конструкция усилителя мощности звука (6 изд.). Focal Press. ISBN 9780240526133.
  3. ^ а б c Продукты, Род Эллиотт - Elliott Sound. "Соединение против Дарлингтона". sound-au.com. Получено 2016-09-14.
  4. ^ а б Эллиотт, Род. «Высококачественный усилитель мощности 60 Вт». sound-au.com. Получено 2016-09-14.

внешняя ссылка