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

чаев может быть главным. Из соотношения

следует, что максимальная мощность рассеивается в режиме покоя (при Ра = 0) и равна Ро- Выражая мощность Pq как PJy]., получаем ограничение:

* н. макс <кРк.доп- (12-11)

Подбирая транзистор по заданной мощности в нагрузке или оценивая возможности заданного транзистора, нужно использовать обе формулы (12-10) и (12-11), учитывая при зтом замечания в сноске на с. 415.

Полный расчет каскада включает в себя определение входной мощности Рвх, необходимой для раскачки каскада. В общем случае расчет величины Р осложняется тем, что входная характеристика 1 {Ug) нелинейна. Однако, если рабочий диапазон эмиттерных токов лежит в пределах ее омического участка, последний можно линеаризировать и использовать в расчетах усредненную величину входного сопротивления i?Bx.cp (рис. 12-3, где точки А, В и С соответствуют этим же точкам на рис. 12-2). Тогда


эгпвх.ср

(12-12)

Рис. 12-3. Входная характеристика каскада ОБ и ее идеализация для расчета входной мощности.

На омическом участке ток достаточно велик, поэтому можно пренебречь сопротивлением эмиттерного перехода и получить из формулы (10-1):

вх. ср

{1~а)г,:

Разделив (12-1) на (12-12), найдем коэффициент усиления мощности; полагая 1д, == 1, запишем его в следующих трех формах:

вх. ср

(12-13)

Первая форма удобна при графической линеаризации входной характеристики, вторая - в случае транзисторов малой и средней мощности (для которых указывается коэффициент р, а сопротивление Гб лежит в пределах от 10-20 до 1-2 Ом), третья - в случае транзисторов средней и большой мощности (для которых обычно указывается крутизна S). В каскаде ОБ коэффициент усиления получается невысоким (20-30, а иногда и меньше).

Выражения (12-13) показывают, что сопротивление Rh желательно делать большим. Поэтому, как следует из (12-2), заданную мощность целесообразно обеспечивать повышением амплитуды н а -пряжения, а не тока.



Нелинейные искажения. 1 ранзисторныи усилитель характерен тем, что нелинейные искажения возникают не только в выходной (коллекторной), но и во входной цепи. В первом случае искажения обусловлены зависимостью коэффициента а от тока, во втором - нелинейностью входной характеристики.

Пусть задан синусоидальный ток i, источником которого служит генератор тока (рис. 12-4, а). Тогда кривая и, (/) будет сильно искажена, но это не имеет значения, так как параметром выходного семейства (см. рис. 12-2) является ток 1. Кривая (4 = = aig будет почти синусоидальной, хотя в принципе положительная полуволна должна быть несколько меньше отрицательной из-за уменьшения коэффициента а в области больших токов.



Рис. 12-4. Нелинейные искажения во входной цепи каскада ОБ.

а - при заданном токе; б - при заданном напряжении.

Пусть теперь задано синусоидальное напряжение и, источником которого служит генератор э. д. с. (рис. 12-4, б). Тогда входной ток (О, а вместе с ним и ток (t) окажутся резко несинусоидальными: будет сильно приплюснута отрицательная полуволна. С увеличением пересчитанного сопротивления источника сигнала R нелинейные искажения уменьшаются, так как при этом режим входной цепи приближается к режиму заданного эмиттерного тока Однако с увеличением сопротивления Rr возрастают потери мощности в нем, т. е. ухудшается передача мощности от предоконеч-ного каскада. Поэтому значения Rr Rx.cp невыгодны. Из рис. 12-4 ясно, что нелинейные искажения будут меньше, если не используется начальный криволинейный участок входной характеристики. Значит, минимальный эмиттерный ток he следует выбирать достаточно большим (у мощных транзисторов - десятки и сотни миллиампер), хотя при этом к. п. д. коллекторной цепи будет несколько снижаться.

Методика расчета нелинейных искажений и выбора сопротивления Rr иллюстрируется на рис, 12-5. Сначала выбирают точки С и В. Первой соответствуют токи he (см. выше) и /к. мин второй -




Рис. 12-5. Графоаналитический расчет нелинейных искажений (метод трех ординат). Исходные величины /к.макс и /к.шн! искомая величина /о (определяется по точке о, лежащей посередине между бис).

ТОК /к.макс = 2/ т + / . ин- Ззтем задзются сопротивлением Rr вх.ср и проводят из точек в и с линии нагрузки Rr до пересечения с осью и; на ней получаются точки b и с, определяющие двойную амплитуду напряжения U. Точка о, лежащая посередине между b и с, определяет ток ! . Если коэффициент /С ., вычисленный по формуле (12-1), не удовлетворяет заданным требованиям, следует увеличить Rp или /эмин и повторить расчет.

Коэффициент транаюрма-ции входного трансформатора определяется из очевидного соотношения

tiiVRr, (12-14)

в котором величина Rr считается известной либо из расчета нелинейных искажений, либо из условия согласования Rr ~

~ Rex-

Свойства мощных каскадов в области низких частот такие же, как у маломощных каскадов (см. § 11-4). Поэтому выбор ин-дуктивностей трансформаторных обмоток можно проводить, исходя из формул (11-12) и (11-13).

Особенности каскада ОЭ. Схема мощного каскада, показанная на рис. 12-6, отличается от схемы маломощного трансформаторного каскада (см. рис. 11-1, а) прежде всего отсутствием сопротивления R. Такое отличие объясняется тем, что при токе эмиттера от 0,1 А и выше сопротивление R, а значит, и сопротивление делителя в цепи базы должны были бы иметь очень малое значение. Это привело бы к резкому увеличению расхода мощности. Кроме того, конденсатор должен был бы иметь огромную емкость. Использование диода в нижнем плече базового делителя удобно тем, что при этом легко получить необходимое смещение на базе и в то же время обеспечить очень малое дифференциальное сопротивление нижнего плеча, т. е. достаточную стабилизацию режима. Кроме того, температурной стабильности способствуют близкие по величине температурные коэффициенты напряжений на диоде и на эмиттерном переходе транзистора. . .


Рис. 12-6. Однотактный каскад ОЭ класса А.



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.