Расчёт выходного каскада

Рис. 10

Определим напряжение питания выходного каскада:

Uпит = Uнач + Umн , где Umн = ,Uнач - начальное напряжение коллектор-эмиттер( Uнаскэ).[1]

Выберем комплементарную пару транзисторов для определения Uнач .Для этого определим параметры, которым должны удовлетворять транзисторы:

Максимальное напряжение коллектор - эмиттер :

Uкэmax > Uнач + Umн .

Максимально допустимое рассеивание мощности на коллекторе :

Pкmax = 0.2×Pн = 1.2 (Вт).

Максимальный ток коллектора:

==0.283(А).

Предельная частота усиления транзистора: fh21э > 2fв>2×4000000=4000000(Гц).

Выбирем комплементарные транзисторы КТ646А(n-p-n) и КТ647Б(p-n-p).

Параметры транзистора КТ646А:

Uкэmax =80(В),

Pкmax = 2(Вт),

Iкmax = 1.5(A),

Uкэнасmax = 0.85(В),

Uбэнас = 1.2(B), h21э = 45, fгр = 10(МГц),

Ск = 10 (пФ),

Сэ = 80(пф).

Исходя из этих параметров определим Uпит > Uнач + Umн = 27.38 + 0.85 = 28.23 (В).[1]

Выберем Uпит = 30(В) ( Uкэmax > Uпит ).

Рис.11 Выходная ВАХ транзистора

Построим нагрузочную прямую:

Uкэ = Uпит = 30(В) , Iк = 0.365(А).

Выбрав режим работы каскада в классе А для достижения минимальных нелинейных искажений, определим рабочую точку транзистора: Uкэ=20(В), Iк = 110(мА). Этой точке соответствуют: Uбэ = 0.55(В), Iб = 0.5 (мА).

Рис.12 Входная ВАХ транзистора.

Исходя из этого, диод VD1 должен обеспечивать падение напряжения Uд = 2Uбэрт = 2×0.55=1.1 (В).

Выберем диод Д220Б. Из его характеристик следует,что для обеспечения напряжение смещения транзисторов Uд = 1.1(В) ток диода должен быть равен 23(мА).При этом необходимо,чтобы Iд > (2¸3)Iбрт = 1.3 ¸ 1.95(мА) - условие выполняется.[1]

Определим номиналы сопротивлений R9 и R10.

Сопротивления резисторов R9 и R10 принимают одинаковыми и определяют по формуле:

R9 = R10 = (Uпит - 2Uбэрт)/2Iд = (30 - 2×0.55)/2×0.025 = 628.3(Ом). Выберем ближайшие номиналы из стандартного ряда Е96 : R9 = R10 = 634 ± 2% (Ом).Для выбора типа резисторов подсчитаем мощность рассиевания на них : PR9 = PR10 = Iд2×R9 = 0.0252×634 =0.396(Вт).

Rдел = = R9/2 = 634/2 =317(Ом).

Для определения входного тока, входного напряжения каскада определим следующее:

g21=Imн/Umбэ=0.365/0.092=3.97 (См) -усреднённая крутизна характеристики транзистора,

Ku0 = g21×Rн×(1+g21×Rн)-1 = 0.998 - коэффициент передачи по напряжению на средних частотах,

Тогда UmвхОК = Umн/Ku0 = 27.38/0.998 = 27.513(B);

F = 1+g21Rн = 1 + 3.97×75 = 298.5 - глубина обратной связи, g11 = Imб/Umбэ = 0.002/0.092=0.022(См) - усреднённая входная проводимость транзистора,

Rвх = F×Rдел×(F+g11×Rдел)-1 = 309.7(Ом) - входное сопротивление каскада на средних частотах.

Тогда Imвх = Umн/Rвх = 27.38/309.7 = 0.088(A).[1]

Статья в тему

Широкополосный усилитель переменных сигналов
нелинейный   Значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены развитием электроники. На сегодняшний день невозможно найти какую-либо отрасль промышленности, в которой не использовались бы электронные приборы или электронные устройства измерительной техники, автоматики, а ...