Расчёт оконечного усилителя
В настоящее время широко применяются усилители с двухтактным бестрансформаторным оконечным каскадом и последовательным питанием транзисторов по постоянному току. Вследствие симметрии двухтактных схем и возможности поочерёдной работы плеч, они могут работать в энергетически более выгодных режимах класса В и АВ. При этом удаётся существенно повысить к. п. д. и отдаваемую мощность при сравнительно небольшом уровне нелинейных искажений.
Наиболее целесообразен для двухтактных усилителей режим класса АВ. Особенностью режима класса АВ является зависимость среднего значения токов баз и коллекторов от уровня подводимых сигналов. Изменение средних токов в зависимости от амплитуды сигналов является препятствием для осуществления температурной стабилизации режима. Поэтому обычные схемы стабилизации оказываются непригодными.
При использовании мощных транзисторов в выходном каскаде трудно подобрать близкие по параметрам пары транзисторов разной проводимости, к тому же для нормальной работы требуется входной сигнал достаточно большой мощности. В этих случаях выходные транзисторы берут одного типа проводимости, а для их противофазного возбуждения используют группу составных транзисторов.
Работа предоконечного каскада существенно влияет на качественные показатели оконечного усилителя. Это обусловлено, прежде всего, тем, что цепи возбуждения мощных транзисторов являются низкоомными и потребляют значительную мощность возбуждающих колебаний. Для обеспечения работы транзисторов предоконочного каскада в режиме АВ на их базы приходится подавать небольшое начальное смещение.
Оконечные каскады питаются обычно от двух источников напряжения, что часто неудобно. Так как в симметричной двутактной схеме ток в цепи нагрузки не содержит постоянной составляющей, последовательно с нагрузкой можно включить разделительный конденсатор С и заменить два источника питания одним с удвоенным напряжением.
На основании выше сказанного можно составить принципиальную электрическую схему оконечного усилителя мощности (рис.____).
Рис.
Данная схема является квазикомплементарной с несимметричным источником питания. Транзисторы VT1 и VT3 образуют составной транзистор структуры n-p-n, включённый по схеме с общим коллектором. Транзисторы VT2 и VT4 образуют составной транзистор структуры p-n-p. Его можно рассматривать как два каскадно-соединенных транзистора, каждый из которых работает по схеме с общим эмиттером. Резисторы R1 и R2 задают необходимую величину тока покоя предоконечных транзисторов. Резисторы R3 и R4 стабилизируют работу плеч каскада и создают в нем отрицательную обратную связь.
Разделительный конденсатор С защищает сопротивление нагрузки от тока короткого замыкания в случае пробоя транзисторов.
Расчет элементов схемы:
Найдём напряжение источника питания
Зададим питающее напряжение Е=25 В.
Для выбора оконечных транзисторов найти амплитуду напряжения на нагрузке
и амплитуду коллекторного тока
Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе одного транзистора в режиме B, равна
Предельная частота оконечных транзисторов должна быть следующая
Напряжение между коллектором и эмиттером:
По рассчитанным данным Iкm, Uкэ max, Pк max, fh21э выберем оконечные транзисторы VT, VT4. Характеристики данного транзистора приведены в приложении.
Для построения нагрузочной прямой вычислим Uкэ и Iк
Выходные характеристики транзистора а так же построенная нагрузочная прямая приведены на рис.______
По характеристикам определили, что:
Определим фактически отдаваемую оконечными транзисторами мощность:
Поскольку в нагрузке обеспечивается заданное требуемое значение
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.