Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 53
Текст из файла (страница 53)
На интервале проводимости транзистора УТ2 напряжение конденсатора через резистор 1т, обеспечивает протекание базового тока этого транзистора. При проектировании выходных усилителей мощности часто в качестве выходных используют схемы составных транзисторов.
При этом находят применение как составные каскады на транзисторах одного, так и различного типов проводимости. Такое решение позволяет существенно снизить мощность предвыходного усилителя, что положительно сказывается на параметрах всего устройства. Эти принципы используются и прн проектировании выходных усилителей мощности на полевых транзисторах. В качестве примера на рис. 6.52 приведена схема выходного усилителя мощности иа МДП-транзисторах с иидуцированным каналом. От устройств 2бу на биполярных транзисторах такие схемы атличаютсн меньшими нелинейнымн искажениями н большей температурной устойчивостью.
Последнее объясняется отсутствием в полевом транзисторе механизма температурной положительной обратной связи, свойственной биполярным транзисторам. Пример 6.И. Рассчитать усилитель мощности, схема яоторого ирнвеаена на рнс. 6.51, со следующими иараметрамн: Р, 10 Вт; К» 8 Ом; /»н» 50 Ги; 12500 Ги. Решение.
1. Определим минимальное напряжение питания, необзоднмое для получения в нагрузке заданной выходной мощности. Из выражения (8.67) в предположении т 0,8. нейдем (/'» 72П,Рм,/Т - 15,8 В. Найденное значение (/'» рассчнтако нз условкя получения амплитуды вы» ходного сагнала. Таи как на выходе действует выходной сигнал переменного тока н транзисторы РТ2 и МТЗ работают поочередно, то общее нзпршкение нн. тания разно (/, (/'. 3.16 В. Принимаем (/, 32 В. 2. Найдем нзксимальный ток коллектора транзистора.
Иэ выражения (6.67) нммм /, 72Р«/Я. 72 10/8 1,58 А. 4. Выберем тнп транзисторов УТ2, УТЗ нз условия (/КЭ««««»««>(/ «/К««» 20 В; /» ч««ш«Ш/ /К»«» 1.97 Л: Р«««««» «З Р ~К 10! Вт; /»3!Э»«!8... 10Ц«= !00... 125 к)и, где К««» 0,7, 0,8 — коэффкинент запаса. Указанным требованиям удовлетворяют Р.и-р.транзистор КТ816А и и-и « транзистор КТ817А. для которых 4/кз»««»««25 В) /»т«»««3 А~ ймэ /ы 3 й(Ги(/«з1з / »/лг~э 120 кГи).
3. Определим максимальную мощность, рассеивающую в транзисгоре. О гласно (67!) Р,«и«, Р«»««т(4/л — т) 4Р«им/я» 4 16/и» ««6,5 Вт; Р„„- (Р„/2Я„- 16»/2 8= 16 Вт; Т= 2/я 0,637, 5. Для надежной работы усилителя его рабочая точна не должна выходит~ нз области макснмальяо допустимых режимов (траектория дзиженяя рабоче! точки должна лежать внутри области максимально допустимых режимоа). Вт« область задается в справочных ланных на транзистор. На рнс.
6.53 приведен. заимствованная нз справочника область максимальных режимов для траизнст ра КТ8!6Л, ограниченная линней 1 с нанесенной на нее нагрузочной прямой соответствующей П» 8 Ом. Нз рисунка вндко, что условия обеспечения надел ного режима работы для зыбраняых транзнсторое зыполнеяо. 6. 34ахсимальиый базовый ток транзисторов /в ««=/» е««/Ьт!и 1,58/25 632 мА. Рнгй 6.53. Облести безопзсной работы треизнсгорз КТ816А ввп хг» рр » юл ж с(„а 7. Ток покоя коллекторе трзизпсторз РТА рзботзюшего в режиме класса и, ]мвен Укгп>(в ° -632 мА. Выбнрзем Тквп 75 мА.
8. Трвнзвстор ]»71 выбираем пз условия !Кэщвв во»в»(г»4К»во 20 В; 1» ощ*д 'Лвй)кгп(К»в»щ!88 мА; (змэ щв(8 .. -10)]вщ 100 .. 125 кГн; Рк щвв до»Э»РкпвгК !к »()' гвКъвя 1,5 Вз'. 11о сирзвочнику выбираем трзиэпстор КТ815А, для которого !Гхэоввдовв»40 Вг Ьиэщо-40; /к щв.до»=15 А] Рк щ кщвв-10 Вт; (г»=3 МГк. 9. Входной ток усилителя !вг-!кпгйзгэщ63,2!40 1,58 мА. 10, Значение Св «рвссчитыввется прн формнровпнни требуемой ЛАЧХ усн.
.имела При этом ее величине должна отвечать нерзвенству 1(2я( в Свя»~К 11. Сопротивление резистороввв„г, )!ввоз, ]рв и вт, можно найти, зоспользоввзвщнсь выражениями. приведенными $ б.!5. 12. Если прп расчете получено, что Р.>Р щ,в»вщ то необходимую поверхность тепловодз (рздязторз], обеспечнвеющую нормальный тепловой режкм грзнзпсторов, определяют нз выражения 3»вд=!400 Ро.в!(Тк щ⻠— Т.о ⻠— Ров»((в), вде Р,,— мощность, рассеиваемая треизнстором; Тк .,— мзксннзльнзя темпе.
рвтурх коллекторного оереходз; Т,» „— мякснмзльнзя температура окружающей среды; й, — тепловое сопротивление трзнзнсторз. Контрольные вопросы !. От каких параметров завксит коэффициент усиления кпскада на транзисторе, вклкгчеином по схеме с общим эмпттером? 2. Как определить параметры каскада по схеме с общим эмнттером при его работе в классе А? 3. Почему работа транзисторного каскада в классе В сопровождается ноявлеиием значительных нскажеии()? 4. Чем класс усиления АВ отличается от класса С? 5. Как найти диапазон изменения входного сигнала схемы на рис. 6.1, а из условия ее работы в классе А? 6.
Как должно изменяться входное напряжение схемы иа рнс. 6.1,а прн ее работе в классе 1?? 7. От каких параметров зависит и как определяется постоянная времени каскада, приведенного на рис. 6.1, а? 8, Какие методы стабилизации режима покоя Вам известны? 9. Почему схема транзисторного каскада с последовательной ООС по току нагрузки используется чаще, чем схема каскада с параллельной ООС по входному напряжению? 10. Как зависят коэффициент усиления н передаточная функция каскада с цепью последовательной ООС по тону нагрузки от сопротивления /?.? 11.
Что такое коэффициент нестабильности н как он влияет на точность поддержания режима покоя каскада прн изменении температуры окружающей среды? 12. Почему в схеме с параллельной ООС по выходному напряжению коэффициент передачи имеет размерность сопротивления? 13. С какой целью в схеме на рис.
6.!О,а введен конденсатор С,? 14. Как задается режим по постоянному току в каскаде на полевом транзисторе, включенном по схеме с общим истоком? 16. Чему равен коэффициент усиления каскада иа полевом транзисторе с общим истоком? !6. Докажите, что коэффициент усиления эмиттерного повторителя по напряжению всегда меньше единицы. 17. Чему равно входное сопротивление эмиттерного повторителя? 18. Какое свойство биполярного и полевого транзисторов используется ири построении схем генераторов тока? 19. Как определить диапазон изменения сопротивления нагрузки, обеспечивающей работу схемы на рнс.
6.20,а в режиме генератора тока? 20. Как в схеме на рнс. 6.19,6 связаны сопротивление ??, и напряжение стабнлизацяи стабилитрона И?? 2!. Какой принцип используется при построения транзистор. ных схем источников напряжения? 22. Как нестабильность выходного напряжения источника эталонного напряжения связана с нестабильностью тока используемого генератора и параметрами нагрузки? 23. Для чего предназначена схема «токового зеркала»? 24.
При выполнении каких условий выходной ток схемы «токо. вого зеркала» равен его входному току? э?э 25. Почеэн пРимененне в транзисторном каскахе 1СИЛФИПй е» мы активной иагргзкн повышает коэффициент усилении уйтрггь ства? 26. Докажите, что для составного транзистора выполинетси у ловие й эгэх -''йэгэгйг!зь 27. Запишите выражение для минимального коллекторнш тока запертого составного транзистора.
26. Что такое дифференциальный усилитель? 29. Почему коэффициент усиления дифференциального усилп теля при заданной стабильности тока покоя всегда больше коэф фициента усиления каскада на одиночном транзисторе? 30. Какие напряжения называются синфазнымн? 3!. Почему коэффициент передачи дифференциального усилителя для синфазной составляющей много меньше, чем для днфференцнальногз? 32. Докажите, что при использовании в эмиттерной цепи транзисторов дифференциального каскада схемы генератора тока коэффициент усиления синфазных составляющих снижается. 33.
Почему применение в дифференциальном усилителе в качестве нагрузки «токового зеркала» повышает ее коэффициент усиления? 34. Как введение разделительных конденсаторов влияет на ЛАЧХ миогокаскадного усилителя с ??С.связямн? 35. Покажите, как емкость С, и схеме на рнс. 6,36 связана с параметрами ЛАЧХ каскада. 36. Почему необходимо согласование режима по постоянному току в многокаскадном УПТ? 37. С какой целью в многокаскадный УПТ вводят схемы сдвига уровня напряжения? 38.
Что такое дрейф нуля усилителя постоянного тока? 39. Как необходимо выбирать параметры каскадоа многокасиадного усилителя с точки зрения уменьшения его дрейфа нуля? 40. С какой целью в эмнттерные цепи каскадов усиления постоянного тока включены стабилнтроны? 41. Как строятся М-ДМ усилители постоянного тока? 42. Поясните, почему применение комплементарных транзисторов позволяет упростить схемы усилителей мощности? 43. Как мощность, рассеиваемая в усилителе мощности, связана с амплитудой его выходного напряженна? 44.
Почему выходные транзисторы усилителей мощности обычно включают по схеме с общим коллектором? 45. Чему равен максимально возможный КПК усилителя мощности, работающего в классе ВР ГЛАВА У ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ Современный этап развития электроннкн характернзуется тем что прк проектнрованнн электронных средств разлнчного назн, чення используют не дискретные элементы (транзисторы, дноди резисторы, конденсаторы н т. и.), а законченные функциональны~ узлы, выполненные в виде ИС. Такой подход позволяет значн тельно повыснть статнческне, дннамнческне, эксплуатацконные н надежностные показатели аппаратуры, существенно удешевнть и сократнть сроки ее проектирования, которое фактнческн сво днтся к разработке структуры, удовлетворяющем поставленным требованням, выбору необходнмык ИС н согласованию нх вход ных н выходных характеристик. Применительно к цифровым устройствам выбор ИС с нужными свойствамн достаточно формалнзкрован н практнческн не прел ставляег труда.
В то же время выбор н пркмененне аналого вых ИС (АИС) достаточно специфичны н оставляют большой про стор для творчества разработчик». Он должен знать внутреннюю схемотехнику н конструкцию АИС, свойства типовых схем и уело вня нх применения, а также методы быстрой оценки основных ха рактернстнк разрабатываемого устройства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
