Розробка схеми підсилювача відтворення магнітофона, страница 4

          Зокрема для Р_вих  до  10Вт              U_ост = 3В

Отже для нашого пристрою U_ост=3В, і відновідно Е_к=31,3В виберемо Е_к=2(+3)=24В

2.2.2. Розробка структурної схеми ПП на дискретних елементах із застосуванням біполярних транзисторів.

     По величині Р_вих  визначається тип БПП. При Р_вих>0,3Вт рекомендується застосування схеми БПП з додатковою симетрією плеч .

          Визначається величина корисної потужності, яка віддається транзистором одного плеча БПП:

Р_пл= Р_вих/2                              Р_пл= 10 / 2 = 5Вт

          Структурна схема безтрансформаторного підсилювача потужності з додатковою симетрією плеч має вигляд:

Рис.1.Структурна схема безтрансформаторного підсилювача потужності.

Визначення типу транзисторів потужності.

          Безтрансформаторна схема ПП з додатковою симетріею плеч має декілька транзисторів /рис 1/, різних за потужністю та за типом провідності, що зв’язано зі специфікою отримання результуючого сигналу на навантаженні і необхідністю узгодження вихідного опору плечей з низьким навантажувальним  опором .

           Так як транзистори VТ4,VТ5 є потужними транзисторами одного типу провідності , і  сумісно з VТ3,VТ2  різної провідності, являють собою схеми емітерних повторювачів /нижче плече/, працюючі з відсічкою колекторного струму, близькою до 90 градусів, тому вибирати ці транзистори потрібно лише для одного плеча, вважаючи їх ввімкнення за схемою зі спільним колектором.

Тому спочатку визначається потужність втрат на колекторі транзистора VТ4(VT5) :

Р_к = Р _т.пл.( 1-h )/h

де h- коефіцієнт корисної дії БПП для режиму класу В може бути обраний у межах 45…60%.

Р_к= 5(1-0,5)/0,5 = 5 Вт

Вибираємо транзистор для кінцевого каскаду виходячи з умов:

             E_к £ (0,7…0,8)U_к

U_{к.е.доп.}=Е_;ж\0.7..0.8=24В\0.8=30В

Визначаємо максимальний струм колектора для транзистора VT4(VT5),

І_к.допІ_к.м+І_к.0,

Де І_к.м-амплітуда імпульсу колекторного струму

І_к.м=2*Р_вих.\(Е_к\2-И_зал.)=2*10/(24\2-3)=2.22А

І_к.0,-струм в робочій точці

І_к.0,=(0.05-0.15)*І_к.м=0.1*2.22=0.22А

І_к.доп2.44А

За довідником [3] вибираємо  транзисторГТ705 з наступними параметрами:

Р_{к т.мах} = 15Вт ,  U_к.доп.=30 В ,  І_к.доп.=2.44А ,  h_21е = 50,  f_гр = 10КГц, С_к=60 пФ,

t_к=100 пс, S₀ = 350 mА/В

          Проведемо перевірку частотних властивостей обраних транзисторів.

Частотні властивості біполярного транзистора, в різних схемах ввімкнення, прийнято характеризувати граничними частотами, значення яких не повинні перевищувати верхню граничну частоту пристрою:

          -для схеми зі спільним емітером       Fв f_h21e ;

         -для схеми зі спільним колектором   Fв f_Y21e(1+S₀ *R_н) ;

де f_h21e-гранична частота передачі струму у схемі зі спільним емітером;

f_Y21e- гранична частота транзистора за крутістю у схемі зі спільним емітером;

S₀- крутість транзистора в робочій точці.

          Величина f_Y21e розраховується по формулі:

,

да r’_б – об’ємний опір бази.

          f_гр- гранична частота передачі струму у схемі зі спільним емітером, на якій модуль коефіцієнта передачі струму дорівнює 1.

f_h21б= m* f_гр ,

де m=1,6 – для дрейфових дифузійних транзисторів.

f_h21б=150КГц

          C_к- ємність колекторного переходу транзистора

          t_к-стала часу

r’_б= t_к/ C_к

r’_б=100/60=1,67 Ом

f_Y21e=4,8/(1,67*1)=2,87 МГц

10000£360000

          Проводимо перевірку транзисторів по струму, для чого визначається амплітуда імпульсу колекторного струму :

          І_m = 2Р_вих. / (Е_к/2-U_ост) = 2*5/(24/2-3)  = 3.5 < Ік_{мах.доп.}= 2,5 А

          Визначимо коефіцієнт підсилення по потужності каскаду на VТ4(VТ5). Оскільки він зібраний за схемою з СК, то:

                                         Кр = 0,7h_21e = 0,7*50 = 35 (раз)

К_р.дб=10lgK_p=10lg*28=15.4(дб)

а відповідно вхідна потужність цього каскаду :

Р_{вх.VT4(VT5)} = Р_вих.пл./ Кр = 5/35  = 0,15Вт

.

          Оскільки транзистори VТ2 та VТ3 працюють з відсічкою колекторного струму, то потужність, яка розсіюється колектором кожного з них :

Р_к  ( 1,2...1,5 ) Р_вх = 1,5*0,15=0,214  Вт