Расчет предоконечного каскада. Расчет цепи стабилизации предоконечного каскада, страница 2

Строим линию нагрузки по переменному току. Для этого вычисляем величины:

R_н~ = R_к || R_вх^VT3  =3,3 кОм

U_к’ = E_п – E_см - R_э×I_ко=22,8 В

I_к’’ = U_к’ / R_н~= 6,9 мА

и соединяем точки (J_k=0, U_кэ=U_к’), (J_k= J_k’’, U_кэ=0) прямой линией.

Затем сносим её параллельно в рабочую точку 0.

При заданной амплитуде выходного напряжения U_к определяем

U_{к min} = U_к0 – U_{к ,} =2,8 В

U_{к max} = U_к0 + U_{к  .} =15,3 В

Необходимо, чтобы U_{к min} ≥ U_{к нас}, а U_{к max} < U_к’ .

Iбо=30 мА, Iбmax=45 мА, Uбо=0,9 В, Uбэmax=1 В.

Тогда 2Umax=0,1 В и 2Imax=0,15 мА.

Так как размах выходного нап-ряжения предоконечного каскада близок к       Е_п, то для более полного использования источника питания (повышения КПД) и  решения проблемы по п. 4 возможно применение по меньшей мере двух схемотехнических решений. В   первом ва-рианте вводится положительная ОС с выхода ОК на его вход. Для этого резистор R_к разделяется на две части R_к и R_св, и их общая точка через конденсатор С_св соединяется с выходом ОК (см. рис.). Положительная обратная связь по напряжению не меняет коэффициент усиления ОК по напряжению, но увеличивает выходное сопротивление ПОК по переменному току. Действительно, амплитуда напряжения на верхнем конце R_кравна U_max , а напряжение на нижнем конце равно выходному U. Следовательно, эквивалентное сопротивление цепи нагрузки VT5 увеличивается и становится равным:

=64,63 кОм.

Это означает,  что  при  построениях  по  п.3 R_н~ следует принять равным

R_к^¢ || R_вх^VT3 ,  тогда линия нагрузки по переменному току пройдет через рабочую точку 0 под большим углом, чем нагрузочная линия по постоянному току, что эквивалентно увеличению напряжения питания ПОК. В этой схеме резистор R_св оказывается подключённым к Rн параллельно (через C_св). Для уменьшения потерь мощности выходного  сигнала, его выбирают из соотношений:

                                         (15 ÷ 30)×R_н < R_св < (0,1÷0,2)×R_{н  .}

R_св=51 Ом.

Ёмкость конденсатора С_св на  нижней частоте диапазона усиливаемых частот должна иметь сопротивление много меньше R_св, т. е.:

1 /(2×π×f_н×С_св) = (0,1 ÷ 0,01)×R_св .

С_св=1000 мкФ

Схема смещения предназначена для задания напряжения смещения между базами VT3–VT4. Это напряжение должно меняться в зависимости от теплового режима транзисторов выходного каскада и температуры окружающей среды. Сопротивление по переменному току такой схемы должно быть мало. Она может состоять из параллельного соединения резистора и терморезистора, нескольких диодов в прямом включении, регулируемого стабилитрона (см. рис.10.). В  схеме рис. 10b напряжение смещения создается за счет протекания тока коллектора VT5 I_к0 по параллельно соединенным резисторам. На этих же резисторах создается падение напряжения и за счет переменной составляющей коллекторного тока, т.е. возбуждение плеч ОК будет не симметричным. Во второй схеме (рис.10c) этот эффект будет проявляться в меньшей степени, так как динамическое сопро-тивление диода в открытом состоянии мало. Количество диодов определяется необходи-мой величиной  Е_см и током  I_к0 VT5.  Можно считать, что па-дение напряжения на диоде равно:  U_д=m×U_т×ln(I_д/I_0д), где I_д – ток диода, U_т=0,026 В; m=1,2÷1,5;  I_0д=1×10^-14 А – обратный ток насыщенного перехода анод-катод. Т.о. U_д=1,01 В, значит я ставлю два диода типа 2Д103А.

Расчет цепей смещения и стабилизации. Для выбранной рабочей точки в предыдущих пунктах определены значения U_к0, U_б0, I_к0, I_б0, R_э. По заданной максимальной температуре и величине обратного тока коллектора при t=5⁰С  DI_ок(см. справочник) определяется изменение тока коллекторного перехода:

    , где Δt = t_max-20⁰. Задаёмся допустимым изменением тока коллектора ΔI_к0=(0,01÷0,1)I_к0. Вычисляем  S_с= ΔI_к0 / ΔI_ок^* =3 - коэффициент нестабильности. Тогда входное сопротивление  схемы стабилизации равно: