Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Т-160. Транзисторные схемы находят все более широкое применение. То, что — в самых разных электронных схемах встречаются одни и те же схемотехнические решения, подтверждает еще и рисунок Р-93, на котором показаны некоторые фрагменты транзисторных усилительных каскадов. Этот рисунок возвращает нас из области ламповых усилителей к транзисторным, с которыми мы уже не расстанемся до самого конца своего путешествия в электронику. Лампы все реже можно встретить в промышленной аппаратуре, в новых моделях их вообще не увидишь. В последние годы мало кто из радиолюбителей работает с ламповыми схемами. Такая «транзисторизация» связана с важными достоинствами транзисторов. С их долговечностью, малыми габаритами, экономичностью — для создания одной и той же «мощной копии» транзисторный усилитель потребляет от источников питания в несколько раз меньше энергии, чем ламповый. Это особо важно для переносной аппаратуры— здесь экономное расходование электроэнергии позволяет резко уменьшить вес батарей. Кроме того, транзистор привлекает своей неприхотливостью в части питания — на анод лампы нужно подать десятки, а то и сотни вольт; на коллектор транзистора — всего несколько вольт; для питания лампы нужно иметь два напряжения — накальное и анодное, транзистор обходится одним источником питания — коллекторной батареей. Когда тридцать лет назад появились первые транзисторы, мало кто думал, что они так хорошо смогут заменить лампы: у транзисторов в то время было очень много недостатков. Сначала они работали только на низких частотах; их параметры даже в пределах одного типа сильно различались; не удавалось создать мощные транзисторы.

Сейчас все это позади, и, во всяком случае, в рамках радиолюбительского конструирования можно обходиться одними транзисторами, обходиться без электронных ламп.

Т-161. Типичный усилительный каскад на транзисторе. В первой из схем на Р-93;1 нам встречаются «знакомые все лица» — нагрузка R_н, делитель R_б1R_б2, с которого подается смещение на базу (Р-86), переходной конденсатор С_к, через который ответвляется на резистор R'_н часть переменной составляющей коллекторного тока. И чем меньше сопротивление R'_н, тем большая часть I_к~ идет через него и меньший ток замыкается через нагрузку R_н. Кстати, цепочка C_кR'_н представляет собой делитель напряжения. И если емкость конденсатора С_к достаточно велика, если его емкостное сопротивление мало по сравнению с R'_н, то почти все переменное напряжение U_к~, которое действует на коллекторе, действует и на резисторе R'_н.

Р-93

В транзисторных усилительных каскадах так же, как и в ламповых, в качестве нагрузки могут использоваться катушка (дроссель), колебательный контур и, кроме того, нагрузка может включаться в коллекторную цепь через трансформатор (Р-93;3,4,5). А вот соединение базы с эмиттером через небольшое сопротивление источника сигнала, скажем через микрофонный трансформатор (Р-93;6), в транзисторном усилителе по схеме Р-93;1 уже невозможно. Потому, что это небольшое сопротивление войдет в делитель R_б1R_б2 и резко уменьшит сопротивление его нижнего участка, постоянное смещение на базе практически исчезнет, транзистор окажется запертым. Источник сигнала с малым собственным сопротивлением приходится подключать к базе через разделяющий конденсатор С_р: он легко пропускает переменное напряжение (усиливаемый сигнал) и не позволяет источнику сигнала шунтировать нижнюю часть делителя по постоянному току.

Т-162. Автоматическая регулировка коллекторного тока стабилизирует режим транзистора. Особое место в схеме занимает резистор R_э, он нужен для стабилизации режима транзистора.

С транзисторной аппаратурой, в отличие от ламповой, могут происходить довольно странные явления. Например: транзисторный приемник, прекрасно работавший дома, начинает говорить неразборчивым шепотом, как только вы выходите с ним на прогулку. Или: транзисторный магнитофон хорошо воспроизводит музыку только первые несколько минут, а потом его звучание без видимой причины само по себе становится хриплым, искаженным.

Как объяснить подобные «чудеса»?

С чем они связаны?

Все это, конечно, козни неуправляемого коллекторного тока I_ко (Т-150), который резко увеличился: в первом случае под действием жарких солнечных лучей, во втором — из-за постепенного разогрева усилителя в процессе его работы. Концентрация собственных свободных зарядов, а значит, и неуправляемый коллекторный ток I_ко возрастают в среднем в два раза с увеличением температуры на каждые 10 °C (Р-94). Это значит, что если температура повысится от 20° до 50° (цифры вполне реальные для приемника, который из прохладной комнаты попал на жаркий пляж), то ток I_ко возрастает в восемь раз.

Р-94