Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 [ 137 ] 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

ном. напряжении) содержит в основном 2-ю гармонику, т. е. кривая (вых (О асимметрична, то так называемый метод трех ординат дает коэффициент нелинейных искажений в виде

макс Ч~ мин - 2/о /1 о 1 \

н.и --оТТ--f-\~

У макс МИШ

где /макс И /мин - мзксимальное и минимальное значения выходного тока за период, а /о - значение тока в момент, когда Ux = 0. В том случае, когда существенную роль играет 3-я гармоника, т. е. когда кривая itK (О симметрична относительно оси времени, применяется несколько более громоздкий метод пяти ординат [62, § 2-3].

Транзисторные выходные каскады, как и ламповые, могут выполняться однотактными и двухтактными, а транзисторы в них могут работать в классах А, В \\ АВ (см. [62], § 2-4, 4-3). Ниже рассматриваются наиболее типичные схемы выходных каскадов - однотактный каскад класса А и двухтактный каскад класса В. Поскольку в мощных усилителях часто используется трансформаторная связь, то наряду с каскадами ОЭ широкое распространение имеют каскады ОБ. В принципе можно использовать и каскады ОК, но, будучи повторителями, они требуют для раскачки больших входных напряжений и в этом отношении уступают каскадам ОЭ: получается значительно меньший коэффициент усиления мощности. Поэтому включение ОК используется лишь в специальных схемах, например в каскадах с дополнительной симметрией (см. § 12-3).

12-2, ОДНОТАКТНЫЕ КАСКАДЫ КЛАССА А

Последующий анализ проводится подробно для каскада ОБ как более простого, а относительно каскада ОЭ делаются лишь необходимые замечания, поскольку основные соотношения и выводы оказываются общими.

Энергетические соотношения. Схема каскада, подлежащая анализу, показана на рис. 12-1, а коллекторное семейство характеристик транзистора - на рис. 12-2. Точка покоя А (в отсутствие сигнала) расположена на линии статической нагрузки rj, проведенной из абсциссы Е. Сопротивление есть сопротивление первичной обмстгки выходного трансформатора. Обычно оно очень мало, так что линия идег почти вертикально и можно считать кл = Эмиттерный ток покоя Ia задается цепью Е, R.

Входной сигнал меняет ток и перемещает рабочую точку транзистора по линии динамической нагрузки R , проходящей через точку А. Сопротивление R есть пересчитанное к первичной обмотке сопротивление истинной нагрузки /? . Мощность в пересчитанной нагрузке выражается формулами

Ра = [ UrrJm = Y IlmR. == у UUR,. (12-2)



Мощность в истинной нагрузке связана с величиной Р соотношением

Рн = Лтрн,

где г]р - к. п. д. выходного трансформатора. Зная мощность P и задаваясь значением г]р = 0,75 0,95 (тем большим, чем больше мощность), находят необходимое значение Рц.


Рис. 12-1. Однотактный каскад ОБ Рис. 12-2. Режим работы транзистора в класса А. каскаде ОБ класса А.

Для наиболее полного использования транзистора координаты точки покоя должны удовлетворять соотношениям

кА Ktn макс кЛ ктмакс

(12-За) (12-36)

где макс н t/ макс - максимальныс амплитуды напряжения и тока, соответствующие максимальному входному сигналу. При таком выборе точки Л (рис. 12-2) максимальному току /к. макс соответствует минимальное коллекторное напряжение U, а максимальному напряжению t/. макс - минимальный коллекторный ток / с-Из рис. 12-2 получаем зависимости:

к. макс t/ т макс ~Ь к В к. макс ~ р; -j- /к С-

(12-4а) (12-46)

Значения U,

акс Н /к.макс НС ДОЛЖНЫ ПреВЫШЗТЬ СООТВСТСТ-

вующих допустимых значений. Тогда, полагая Ub < к.доп



he < к. доп. ЧТО всегда оправдано, приходим к следующим ограничениям для максимальных амплитуд :

т макс 2 к. доп> (12-5а)

ктмакс< 2 к. ДОП- (12-56)

Руководствуясь соотношениями (12-5), а также формулами (12-1), выбирают максимальные амплитуды для получения необходимой мощности Рн.макс- После этого сопротивление можно найти из формулы

(12-6)

к m макс

а необходимый коэффициент трансформации выходного трансформатора - из формулы

п2 = УНЖ. (12-7)

Мощность, отдаваемая источником питания, равна:

PoEJka (12-8)

и не зависит от значения сигнала. Разделив (12-2) на (12-8), получим к. п. д. коллекторной цепи:

r]K = 4--F7- (12-9)

к кА

При максимальном сигнале и соблюдении условий Ставке ~ кЛ и t/ктмакс ~ к (т. е. IC < /ктмакс И /аГ! + UB <

Ккт макс) максимальный к. п. д. Цк оказывается близким к предельному значению 50% и практически может составлять до 40- -45%. Общий к. п. д. каскада щ [с учетом потерь в выходном трансформаторе и особенно в цепи смещения (Е, R)] значительно меньше указанной величины: обычно щ = 30 35%.

Перейдем к оценке максимальной мощности Рн. макс- Перемножив правые и левые части выражений (12-5) и учитывая (12-2), легко получить:

Рн. макс g K. дспк. ДОП (12-10)

Однако максимальная мощность ограничена не только допустимыми током и напряжением, но и допустимой мощностью рассеяния на коллекторе Pg доп, причем это ограничение в ряде слу-

Следует напомнить, что допустимый ток транзистора ограничен, н е з а -в и с и м о от допустимого напряжения и допустимой мощности и что совмещение предельных режимов (в данном случае по напряжению и току) не разрешается из соображений надежности. Иначе говоря, оба неравенства (12-5) должны выполняться с достаточным запасом (на 20-30%). Значения Ск.доп и к.доп должны соответствовать максимальной рабочей температуре.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 [ 137 ] 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.