Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Расчет схемы двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности




 

Требуется рассчитать двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности, изображенный на рис. 4, при заданных мощности РН и сопротивлении нагрузки RН. Усилитель работает от источника сигнала (генератора) с параметрами Ег и Rг, указанными в таблице 2.

Таблица 2

Варианты Транзисторы VT2, VT3 РН, Вт RН, Ом Ег, В Rг, Ом
1 – 6 КТ814, КТ815 β2 = β3 =30 2; 3; 4; 5; 6; 7   0,5  
7 – 12 КТ816, КТ817 β2 = β3 =25 10; 12; 14; 16; 18; 20   0,5  
13 – 18 КТ818, КТ819 β2 = β3 =20 24; 26; 28; 30; 32; 34   0,5  
19 – 24 КТ818, КТ819 β2 = β3 =20 24; 26; 28; 30; 32; 34   0,5  

Рис. 26. КТ816 p-n-p

 

 

Тип транзистора Напряжение коллектор-эмиттер UКЭmax, В при RБ ≤ 100 Ом Ток коллектора IКmax, А Ток базы IБmax, А Рассеиваемая мощность коллектора РКmax, Вт с теплоотводом без теплоотвода
КТ816А          
КТ816Б          
КТ816В          
КТ816Г          

 

 

Рис. 27. КТ817 n-p-n

Тип транзистора Напряжение коллектор-эмиттер UКЭmax, В при RБ ≤ 100 Ом Ток коллектора IКmax, А Ток базы IБmax, А Рассеиваемая мощность коллектора РКmax, Вт с теплоотводом без теплоотвода
КТ817А          
КТ817Б          
КТ817В          
КТ817Г          

 

При выполнении данного расчета требуется:

- выбрать напряжение двухполярного источника питания ЕК;

- рассчитать цепь базового делителя R1R4;

- рассчитать коэффициент предварительного усиления KU каскада на транзисторе 1 с выбором транзистора;

- рассчитать коэффициент усиления по мощности для рассчитываемого

Для нормальной работы двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности необходимо включение предоконечного каскада. На рис. 4 приведена схема усилителя мощности, в которой в качестве предоконечного каскада используется каскад на транзисторе VТ1. При расчете такого усилителя мощности обычно заданы мощность РН и сопротивление нагрузки RН. Мощность, которую должны выделить транзисторы обоих плеч усилителя, необходимо определять с некоторым запасом:

Р ≥ 1,1 РН.

Переменные составляющие коллекторного тока и напряжения равны соответственно

Ikm = √2P/RH, Ukm = 2P/ Ikm

Рис. 4

Минимальное напряжение в цепи коллектор-эмиттер транзисторов 2 и 3 находят из выходных характеристик транзисторов. Напряжение UОСТ должно отсекать нелинейную часть выходных характеристик и области малых коллекторных напряжений (рис. 5). Выделяемую оконечным каскадом мощность Р = UkmIkm/2 определяют графически как площадь треугольника АBС. Напряжение источника питания на основании рис. 5 удовлетворяет неравенству

EkUkm + UOCT ≤ (0,4 – 0,5) UKдоп.

Начальный ток IкА через транзисторы обеспечивают соответствующим выбором величин резисторов R1, R2, R3 и R4. С одной стороны, для повышения экономичности этот ток должен быть по возможности меньшим. С другой стороны, при малых IкА увеличи­ваются нелинейные искажения сигнала (искажения типа «ступеньки»). Рост начального тока IкА приводит к увеличению среднего значения тока, потребляемого транзистором от источника питания и приближенно определяемого по формуле Iк ср= Iкm /π. Потребляемая каскадом номинальная мощность Р0 = 2 ЕС Ik cp; коэффициент полезного действия каскада η = P/P0.

Рис. 5

Для расчета входной цепи усилителя необходимо располагать входными характеристиками транзисторов 2 и 3. Исходный и максимальный токи базы определяют как IбА = IкА / βmin, Iбm = Ikmmin. Исходное и максимальное значения напряжения базы Uб A и Uбm находят по входной характеристике при средней величине Uк. Затемопределяют величину UВХm = Uбm + UВЫХm подсчитывают входную мощность РВХ = 1/2 UВХmIбm и коэффициент усиления по мощности КР = РВЫХВХ.

 

Пример решения

Определим с небольшим запасом мощность, которую должны выделять транзисторы обоих плеч каскада:

Р ≥ 1,1 РН = 1,1 ∙ 12 = 13,2 Вт.

Требуемое максимальное значение коллекторного тока Ikm

Ikm = А.

Минимальное напряжение в цепи коллектор–эмиттер определяется по выходным характеристикам транзисторов. Остаточное напряжение UOCT должно отсекать нелинейную часть характеристик. Примем UOCT 1 В.

Требуемую амплитуду напряжения на нагрузке UВЫХ найдем из формулы

 

Ukm = 2P/ Ikm = 2·13,2 / 1,82 = 14,5 В.

 

Необходимое напряжение источника питания ЕkUOCT + Ukm = 14,5 + 1 = 15,5 B.

Возьмем с запасом Еk = 10 В. Выбираем мощные транзисторы 2 и 3 по значению отдаваемой мощности Р и максимальному напряжению на коллекторе. Подходящими транзисторами с противоположным типом проводимости (так называемой комплементарной парой) являются транзисторы типа КТ816А и KT8I7A. Примем, что среднее значение коэффициентов усиления по току β = 25.

Тогда Iбm = Ikmmin = 1,82/25 = 0,072 А =72 мА.

Рассчитаем цепь базового делителя R1R4. Потенциал базы транзистора 2 в состоянии покоя выберем, исходя из необходимого начального тока через транзисторы 2 и VT3 и вида входных характеристик. Поскольку транзисторы 2 и VT3 должны работать в режиме АВ, то пусть Ik нач = 10 мА, тогда Iб нач = 0,4 мА. Из входных характеристик находим U6 нач = 0,45 В. Примем ток делителя IД равным 0,8 мА, тогда

кОм,

кОм.

Рассчитаем каскад предварительного усиления на транзисторе 1. Коэффициент усиления каскада на 1 определяется выражением

,

 

где Rвх1= rб1+ (rэ1+Rэ1)(1+b1), Rвх2 » b2Rн+R2

при условии достаточно высокоомных резисторов R1 и R4, b2 = 25 – коэффициент передачи тока базы транзисторов 2 и 3. С другой стороны, каскад на транзисторе 1 должен обеспечить следующее усиление: КU1 = ukm /Eг = 14,5/0,5 = 29. Такое усиление можно получить, задавшись током покоя транзистора 1 равным 5 мА. Выбрав RК1 = 2 кОм, обеспечим режимное значение RКЭ1 = 5 В. Из формулы для КU1 при rЭ1 = 5 Ом и b1 = 30 находим сопротивление эмиттерного резистора RЭ1, регулирующего усиление каскада на 1. Сопротивление RЭ1= 47 Ом обеспечивает необходимый коэффициент усиления каскада предварительного усиления на 1.

Амплитуда входного тока транзистора 1

 

мА.

 

Коэффициент усиления по мощности для рассчитываемого усилителя

 

.

 

 

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-08-31; Просмотров: 3810; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.