Выходные каскады. Выбор каскада. Принципиальные схемы трансформаторных выходных каскадов, страница 5

                                           RR41== ^бэ ,  RR32==                ^{o       бэ} .                          (4.29)

I I + I д        бо д

4.4.2. Расчет многоступенчатого каскада

В настоящее время разработано большое количество бестрансформаторных выходных каскадов, различающихся построением входных, предоконечных и оконечных ступеней. Конкретный тип выбираемого для конкретного случая каскада определяется уровнем отдаваемой в нагрузку мощности, требованиями к стабильности работы схемы, имением в наличии подходящей элементной базы и другими факторами. Из множества разработанных схем  наибольшее распространение получила схема каскада, представленная на рис.4.6.

Рассматриваемый каскад состоит из трех ступеней: входного, выполненного на транзисторе VT1, предоконечного на транзисторе VT2 и непосредственно оконечного, выполненного на комплементарных транзисторах VT3 и VT4. Особенностью схемы является наличие в ней нескольких видов  обратных связей: местной отрицательной в первой ступени за счет элементов R5C2, общей отрицательной за счет цепочки R4R5C2 и положительной через R7. Общая отрицательная обратная связь обеспечивает стабильность коэффициента усиления по напряжению. Температурный режим схемы обеспечивается за счет термостабилизации первой ступени (резистор R4) термокомпенсации третьей (VD). В случае сложности подбора транзисторов в третьей ступени необходимой мощности рассеяния на коллекторе и коэффициента передачи тока базы могут использоваться составные транзисторы.

Рис.4.6. Принципиальная схема многоступенчатого выходного каскада

Расчет схемы производится, начиная с третьей ступени в ниже указанной последовательности.

1.  Для двухтактных бестрансформаторных каскадов с одним источником питания отдаваемая мощность определяется формулой

                                                                     U 2      E 2x 2

                                       P_m ==_2R^н      ₈^o_R    ,                                            (4.30)

                                                                          н            н

по которой с учетом дополнительных резисторов R8 и R9, включенных для выравнивания токов транзисторов, определяется необходимое напряжение питания 

                                       E_o ⋅=_x¹  (8P_нR_н ⋅ 1+ _R^R8) ,                                   (4.31)

н

где коэффициент использования по напряжению x = 0.85‚ 0.95.

2.  Определяется напряжение между электродами и выходной ток транзистора по формулам

U

                                        U_эm3 = 5.0E_ox ,      I_km3 =   _R^эm3 .                      (4.32)

н

3.  Определяются потребляемые от источника ток и мощность

I

                             I_o3 +=^km_p ³   I_ко,  I_ко = .005 ÷ 01.I_km, P_o = E_o⋅I_o3.            (4.33)

4.  Производится выбор транзистора. Для многоступенчатых выходных каскадах имеются некоторые особенности выбора транзисторов. Первой является необходимость использования транзисторов третьей ступени с большим значением коэффициента передачи тока базы, что позволяет выбирать транзисторы в предыдущих ступенях с меньшей мощностью рассеяния. Второй особенностью является выбор транзисторов с разными частотными свойствами. Для обеспечения устойчивости работы транзисторы первой и второй ступеней каскада должны иметь более высокую граничную частоту усиления. В связи с изложенным рекомендуется для третьей ступени выбирать транзисторы, удовлетворяющие условиям:

              по мощности  P_k ≥ (0.4÷0.6)⋅P_н,                                                      (4.34)

              по частоте      F_β = (3÷5)⋅F_t.                                                             (4.35)

5.  Определяется коэффициент усиления ступени по напряжению K_u по формуле 4.29, а затем напряжение на базе,  ток базы транзистора VT3 

                                                            U                                          I

U ≤=эm 5.0E , Iбm3 = Hkm3 ,   (4.36) бm3 K o

                                                                 u                                          21

и входная мощность ступени