Лабораторная работа №7
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ
Цели работы – изучение свойств однотактных и двухтактных выходных каскадов на биполярных транзисторах, получение практических навыков расчета и настройки мощных усилительных каскадов.
7.1. Исходные данные
1. В лабораторной работе рассчитываются, монтируются и исследуются схемы двухтактных усилительных каскадов классов В и АВ и их параметры сравниваются с соответствующими расчетными параметрами усилителя класса А. Усилители монтируются с использованием комплементарной пары биполярных транзисторов средней мощности n–p–n типа BD139 и p-n-p типа BD140. Расположение выводов и другие справочные данные по транзисторам приведены в приложении.
2. Для питания усилителей используется двуполярное напряжение ± 12 В, снимаемое с выходов универсального источника питания. Общая точка источников питания и генератора сигналов, применяемого для подачи входного напряжения, должны быть соединены с общей точкой исследуемых усилительных каскадов.
3. Измерение переменного напряжения на входе и выходе усилителя, а также постоянной составляющей потребляемого тока, производится с помощью цифрового мультиметра. Форма напряжений контролируется цифровым осциллографом.
В мощных выходных каскадах аудио систем, в схемах возбуждения ультразвуковых излучателей и во многих других применениях приходится нагружать транзисторы большим током при сравнительно высоком напряжении питания. В результате в транзисторах выделяется большая мощность и увеличивается их температура. Для рассеивания тепла приходится применять специальные теплоотводы с естественным или принудительным воздушным охлаждением. Это приводит, с одной стороны, к удорожанию усилительных устройств, а с другой стороны, заставляет задумываться о кпд усилительного каскада. Основные составляющие баланса мощности усилительного каскада изображены на рис. 7.1.
Рис. 7.1. Основные составляющие баланса мощности усилительного каскада:
Рвх и Рвых - входная и выходная мощность, соответственно; Рип – мощность, отбираемая от источника питания; Рт – мощность тепловых потерь
Входная мощность Рвх выделяется во входных цепях усилителя. Эту мощность усилитель отбирает от источника сигнала. Для того, чтобы усилить Рвх до уровня Рвых усилитель затрачивает мощность источника питания Рип . Часть мощности Рип идет на компенсацию потерь в усилителе. Потери, в конечном счете, приводят к нагреву транзисторов и других элементов схемы и являются мощностью тепловых потерь Рт, рассеиваемых в окружающее пространство.
Мощные выходные каскады характеризуют коэффициентом усиления по мощности Kp и коэффициентом полезного действия η:
; 
.
Как правило,
транзисторные усилители мощности имеют высокий коэффициент Kp. Это позволяет упростить выражение
для кпд: 
.
Если от транзисторного усилителя мощности требуется достоверное воспроизведение формы входного сигнала, то, в зависимости от положения рабочей точки на линии нагрузки, устанавливают три следующие класса работы: А, В и АВ.
Класс А. Работа усилителя в этом классе не сопряжена ни с насыщением, ни с запиранием транзистора. В идеальном случае, при отсутствии сигнала, исходная рабочая точка (ИРТ) усилителя расположена в середине линии нагрузки (точка А на рис. 7.2).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.