Жан-Поль Эймишен - Электроника?.. Нет ничего проще!

Н. — Очень занятно, но какое отношение имеет этот полупроводниковый прибор к усилителям?

Л. — Незнайкин, ты просто лишился воображения. Включи такой диод между катодом и корпусом усилителя (рис. 41). Катод будет иметь положительный и почти постоянный потенциал, потому что напряжение на выводах диода Зенера практически не зависит от проходящего по диоду тока, т. е. от анодного тока. У тебя отпадает надобность в конденсаторе, а следовательно, исчезнут и низкочастотные искажения.

Рис. 41. Диод Зенераподдерживает между катодом и корпусом постоянное напряжение U K = | U 3| (напряжение Зенера), которое не зависит от катодного тока. Этот метод катодного смещения пригоден для самых низких частот.

Н. — Вот это здорово! Любопытный пример сотрудничества полупроводниковых приборов и ламп, которые обычно выступают как смертельные враги.

Л. — Нет, Незнайкин, полупроводниковые приборы лампам не враги, и их можно заставить прекрасно работать вместе. А теперь, когда мы полностью устранили неприятности, которые чинил нам конденсатор С 1 , можно заняться и конденсатором С 2 .

Н. — Я предполагаю, что мы и его уберем из схемы.

Л. — И ты не ошибся, но необходимо проявить осторожность. Что произойдет, если анод первой лампы соединить непосредственно с сеткой второй лампы?

Н. — Любознайкин, ведь уже давно я предложил это тебе, но ты совершенно справедливо возразил, что слишком положительная сетка следующей лампы притянула бы к себе все электроны.

Л. — Но теперь, когда я сделал катод следующей лампы еще более положительным, чем сетка, этого не случится. Предположим, что анодное напряжение для питания первой лампы равно 100 в, что напряжение на ее аноде 60 в; тогда, если мы хотим иметь напряжение смещения на сетке второй лампы -4 в, нам нужно будет подать на ее катод напряжение 64 в.

Н. — А система получилась совсем неглупая! Какова же нижняя граница усиливаемой частоты — я не вижу ничего, что могло бы ее ограничивать?

Л. — Совершенно правильно; нельзя видеть то, чего нет! Предельная частота просто равна нулю. Мы получили усилитель постоянного тока: если на вход подать постоянное напряжение, то и на выходе получим такое же.

Н. — Чудесно. Но я вижу в твоей схеме один серьезный недостаток. Напряжение на катоде второй лампы +64 в, следовательно, напряжение анода значительно выше. А если этот анод соединить с сеткой третьей лампы, положение еще ухудшится…

Л. — В этом действительно заключается главный недостаток этой системы, которая применяется только для двух или максимум для трех каскадов. Но что ты скажешь о схеме на рис. 42?

Н. — Любопытно! Более или менее обычная схема, но меня удивляет эта батарея, включенная в цепочку связи между анодом Л 1 и сеткой Л 2 .

Рис. 42. Батарея с напряжением 64 в позволяет соединить сетку лампы Л 2с анодом Л 1и передавать постоянную составляющую.

Л. — Подумай. Она поддерживает на постоянном уровне разность потенциалов между анодом Л 1 и сеткой Л 2 ; потенциал сетки всегда —64 в относительно анода Л 1 и, следовательно, — 4 в относительно корпуса, когда потенциал анода Л 1 относительно корпуса составляет +60 в. Поэтому катод Л 2 можно соединить с корпусом.

Н. — Очень хитро. Это прекрасное решение проблемы создания многокаскадных усилителей постоянного тока.

Л. — Но оно далеко не идеальное. Прежде всего скажем, что батареи громоздки, много весят, дорого стоят, образуют с корпусом значительные паразитные емкости, а кроме того, истощаются.

Н. — Однако они ведь не отдают никакого тока.

Л. — О, знаешь ли ты, что иногда между рекламными заявлениями и реальной действительностью — целая пропасть. На каждый каскад требуется батарея и лучше заменить батарею небольшой неоновой лампой. Взгляни на схему рис. 43.

Рис. 43. Неоновая лампа Л 3, поддерживаемая в ионизированном состоянии, подключена через резистор к источнику — Еи играет такую же роль, что и батарея на рис. 42.

Когда по маленькой неоновой лампе Л 3 протекает не очень большой ток, на ее выводах поддерживается постоянное напряжение. Сетку лампы Л 2 подключают к источнику достаточно высокого отрицательного напряжения через резистор R 2 , обладающий довольно большим сопротивлением. Таким образом заставляют ток проходить через лампу Л 3 , поддерживая газ в ней в ионизированном состоянии. Этот ток очень мал по сравнению с анодным током лампы Л 1 ; неоновая лампа играет роль батареи со схемы на рис. 42. Подобную систему применяют преимущественно в последних каскадах усилителей с прямой связью.

Н. — В принципе твоя неоновая лампа действует как диод Зенера; почему бы не заменить ее одним таким диодом?

Л. — Вообще-то можно, но в схемах с довольно высокими напряжениями и малыми токами предпочтение следует отдать не диодам Зенера, а неоновым лампам. Однако надо учесть, что они обладают одним недостатком: полученное на выводах лампы Л 3 напряжение не совсем постоянно, ибо содержит переменную составляющую (ее называют напряжением «дыхания» или «свиста»); из-за этой помехи данным способом не следует пользоваться в первых каскадах усилителей с характерными для них низкими напряжениями сигнала.

Н. — Что же тогда делать с первыми каскадами?