Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 236

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Из этих формул получим соответственно

 

 

 

 

 

l^nxal — 284.-)- j

 

30

 

— 1 784 ом,

 

 

 

q gg

 

 

 

 

 

 

 

700-1 784

 

 

 

 

 

 

 

 

^п20*с—

 

7 0 0 +

1! 784

— ^

 

ом'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М tg <р

 

 

 

 

 

 

 

Rm —

 

Z'пхгГ 10

 

 

 

 

 

 

 

 

l ^

l

+

^

- i o

^

^

931'1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 784-700-10-30 ■°-003

 

 

 

 

 

 

 

 

1 784 +

 

 

п—зо-о.ооз

=

369 ом>

 

 

 

700-10“

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7ООПер --

 

502 +

4 950

=

1,1

м а‘,

 

 

 

 

320 «с—

 

 

 

 

 

 

 

&/it —

502 — 369

 

1,1 • 1 0 -3 =

26,8

мка;

 

 

502 +

4 950

 

 

 

3 t =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26,8-10— • 4 950 ^ >юзо-о.ооб_ j j

__ 0>22 MCI.

 

 

 

 

 

 

0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

Угол

наклона

 

характеристики

термокомпеисационной цепи

первого каскада, при котором обеспечивается

прирост

тока Ainu —

=0,22 ма, может быть рассчитан по формулам

(5-73), (5-77) — (5-79).

Из выражения (5-73)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 • 1 0 -3 (1 — 0,98).— 30-10-*

 

 

 

D i~

(1 • ю - 3 +

 

0,22-ю -»)-(1 — 0,98) — 30-10-*-23

°*046-

Входное сопротивление

первого

каскада

из

(1-9а), (1-12) и

(3-52)

 

 

 

0,9&

13,5-10-»

 

пчл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гб1 =5=

1J— 09982

 

1.10-8

 

— 330 олл

 

 

г81^

0,98-25-10-»

 

 

 

 

 

 

 

----j . ïq -3 — = 2 4 ,5

ом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24,5

 

 

 

 

 

 

 

 

|2 ,DX1

 

330

 

1 — 0,98 =

1 555 ом.

 

 

С учетом этого из формулы (5-78) при величине потерь усиления за счет шунтирующего действия термокомпеисационной цепи А= = 1 дб

N = ( Ю0'05-

т Ш " ) = ° - 166-

Согласно формуле (5-79)

600 р = 1 555 (9,046— 1) = — 0,368.41

14. Для расчета угла наклона термокомпеисационной характе­ ристики первого каскада по формуле (5-77) необходимо определить

19J


значение входного сопротивления каскада при максимальной рабочей температуре. Это может быть выполнено по формулам гл. 9. Подроб­

ные примеры расчетов такого рода приводятся в гл.

10.

 

Согласно

результатам расчета при

симметричном

поле

допуска

Согласно

экспериментальным данным при малых

значениях коле­

бании тока коллектора и / = + 50 ^

^Bxt/^Bx20 ГС^

11^

92].

15.Угол наклона характеристики тсрмокомпенсациоиной цепи

первого каскада из формулы (5-77) составит:

1

0,166.1,3 + 0,368

0,0628.

* £ ? ! - 20 — 50 lg

0,166 0,046

 

Термокомпенсационная цепь с такой характеристикой не может быть реализована при непосредственном применении в качестве тер­ морезистора маломощных термисторов или германневьих диодов, для которых tg фт^0,02.

При последующем проектировании можно избрать такие направ­ ления:

применить сложную схему термостабилизации рабочей точки пер­ вого каскада типа изображенной на рис. 5-5;

допустить большую нестабильность рабочей точки второго кас­ када' (з„с> 1);

исходить из того, что будет производиться разбраковка приме­ няемых транзисторов по величине обратного тока коллектора /цо.

При применении в схеме, изображённой на рис. 5-5, диодов ти­ па Д7Б, имеющих tg<pT=0,0195, необходимое число звеньев согласно формуле (5-16) составит:

0,0628______

71 — 0,0195 3’22’

Это указывает на необходимость применения по меньшей мере трехзвенной схемы стабилизации рабочей точки первого каскада, что в рассматриваемом случае нёцелесообразно.

Допустим теперь, что степень стабильности рабочей точки второ­ го каскада может быть существенно ослаблена, и примем sKC=5.

Вданном варианте, как это следует из расчетов по формуле (5-59), результаты которых приведены в табл. 8-2 и на рис. 8-1 (кри­ вая 2), tgqbjd=0,00435.

Вэтом случае расчет по формулам (5-68) — (5-72) дает:

/?П2о —1502

OMy

== 402 ом\

/ 32(Г°с — 1,1 ль:;

Д /,( =

20,2 мка и à tKlt =

0,155 ма.

Тогда из выражений (5-73)

и

(5-77)

Dt =0,046

и tg(pt = —0,0628.

Таким образом, и

второй

из

рассмотренных

путей при 1ко=

=30 мка оказался неэффективным.

Разбраковка транзисторов по обратному току коллектора открыг вает более благоприятные перспективы.

Если задаться условием tg{pi5stg<pT, то из соотношений (5-80) можно рассчитать величину обратного тока коллектора, по которой следует производить отбор транзисторов, для первого ка.скада. проек­ тируемого усилителя,.


Чтобы создать некоторый запас

при

изготовлении,

исключающий

возможность

перестабилнзации

каскада,

 

когда

f , t <

Ас20 °С’ пРимем

tg = 0,01.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда при Д =1 дб из формул

(5-89)

и (5-80) имеем:

 

 

0,166-1,3 +

 

600

 

 

 

 

 

 

 

1 555

 

 

 

 

 

 

Dtpfta —

 

 

 

 

1,285;

 

 

 

 

 

600

 

 

0,166.Ю<20- 50>-°’01

 

 

 

 

 

 

 

1555

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ кодой

1 -10-*-(1, 285— 1 ) +

1,285-0,22.1 0 -» _

1,2 мка.

(50+1)-[ 1,285-2(«-1-5°—2) _

ij

 

 

 

 

 

 

 

Отбор транзисторов с такими значениями обратного тока коллек­

тора затруднителен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зададимся Д =3 дб, тогда

из формул

(5-70),

(5-81) и

(5-72)

 

N = ( I0»°=-3— , ) . ( , +

- “

 

L ) =

o,57;

 

 

 

° . 57 -1,3 +

 

600

 

 

 

 

 

 

 

 

Т555"

 

 

= 1,67;

 

 

ДОП—

 

 

 

 

 

fiflf)

 

 

 

O,57.io(20-50).0,O! +

 

_ ^ L

 

 

 

 

 

l-1 0 ~ a (l,67 — l) +

1,67-0,22-1Q-*

 

 

 

/ кодоп <

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(50+1)-[1,67-2<0*1*50—2>— 1J

 

 

 

 

Отбор транзисторов МП13Б, имеющих

/ кого°с ^

1.65

мка, воз­

можен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение, основанное на выполнении условия, выраженного со­

отношениями

(5-63), приводит,

как

в

этом

легко

убедиться, к необ­

ходимости применения транзисторов с недопустимо большими вели­ чинами обратного тока коллектора. Однако даже при данном условии требуемая компенсационная характеристика первого каскада может быть получена лишь при применении сложной схемы корректирую­ щей цепи.

Уточним значение tg ф1 при £>/ = 1,67. Из формулы (5-77) в этом

случае

 

 

 

1

0,166-1,3 +

0,258

0,008,

t g f . = 20 — 50 lg

0,166-1,67

 

где согласно формуле (5-79)

 

 

 

600

(1,67— 1) =

0.258.

 

Р = 1 555

 

В заключение заметим, что знак минус в полученных выше зна­ чениях tg ср4 указывает на направление изменения сопротивления терморезистора с ростом температуры, что уже учтено в формуле


(5-2). Поэтому при дальнейших расчетах следует пользоваться абсо­ лютным значением tg tpi.

16.Как следует из § 5-1, требуемая величина tg cpi может быть

обеспечена при применении как термисторов типов

ММТ-1, КМТ-1

и др., так и плоскостных диодов и транзисторов.

 

Рассмотрим случай применения

в качестве терморезистора пло-

- скостного германиевого диода типа

Д7Б, имеющего tg срт =€,0195.

Для уменьшения потерь по переменному току за

счет шунтирую­

щего действия элементов цепи смещения, подключенных параллельно входу транзистора, целесообразно использовать диод в запертом со­ стоянии.

Рассчитаем сопротивление резистора, который должен быть под­

ключен

параллельно

диоду

для

получения tg tpi =0,008.

С

учетом того,

что

для

выбранного

типа диода при Ug » 0,2 а

/?то»5

ком, из формулы

(5-5).получим:

 

р _

с. 1П(20-50).0,0195

 

1

1П(20-50) .0,008

 

1 — 1U______________________ . 7е гп „

« ш — о ш

 

|q(20—50)-0,008

jq (20-50) .0,0195 — 1,‘ОКОМ.

17. Сопротивление резистора Ra цепи смещения первого каскада согласно формуле (5-25) равно:

!R* =

0,98-6— 1 555-[ Ы 0 - 3 (1 — 0,98) — 1.65-10-»]

'■149 ком,

[1 - 10 -3 (1 — 0,98) — 1,65- 10-в] • (1 + 1 555/1 300)

3

 

где

 

 

 

 

 

 

ЯИЯ „ _

1 . 7 5 - 5 ____

 

 

К,П = -К Г-

ri------,

„Г .

г-"— 1,3 ком ,

 

 

Rm +

R »

1.75 +

5

 

18. Уточним теперь величину коэффициента усиления первого каскада. Из формулы (3-51) получим:

 

 

* м |г '„ ,1

 

50.1,31

 

 

 

* т

|Z „ , |

~

1,555

42Л -

Ы У1=

201g 42,1 =

52,530.

где

 

 

 

 

 

Rm 1^ n i I

 

4,95-1,784

 

Z'ki —

Rm +

I Z'Bx2

 

4,95+1,784 =

1,31 ком.

Суммарный коэффициент усиления усилителя

 

 

 

 

*уЕ = 32.5 + 1 5 ,4 =

47,9

дб.

 

Таким

образом,

требуемый

коэффициент

усиления усилителя

(kyt — 48,2 дб)

практически обеспечивается

при

применении экзем­

пляров транзисторов МГЦЗБ, у которых коэффициент передачи тока эмиттера а ^0,98 .

19. Для выполнения заданных требований по величине коэффи­ циента частотных искажений на нижней граничной частот? прдрсу

194


эффективной передачи примем Af„=l,15 и по формуле (8-5) рассчи­ таем емкость разделительного .конденсатора:

на входе усилителя

„ _

0,159

_____

 

1 ^

300-1 555/1 ,1 5 2 — 1

~

0,61

МК&’

а выходе усилителя

 

 

 

 

_

0,159

 

 

 

2

300-300 V \, 152 — 1

~

3' 1

мк$-

Примем Ci = l мкф и С2= 2 мкф.

Результаты экспериментальной проверки усилителя, выполненно­ го по данным (проведенного расчета, приведены в табл. 8-3, а его схема — на рис. 8-2.

Рис. 8-2. Схема микрофонного усилителя с выходной мощностью 2 мет.

Из упомянутой таблицы видно, что наиболее существенное рас­ хождение расчетных и экспериментальных данных имеет место для сопротивления резистора /?я. Это объясняется тем, что, с помощью

Т а б л и ц а 8-3

Обозначение

По данным

После

параметра

расчета

отладки

R'o.c, ОМ

30

30

Rrз—Rjii *ком

4.95

5,1

Rit

ком

149

120

Rm,

ком

1,75

2,6

Rji,

ом

500

510

С ,,

мкф

^ 0 ,6 1

1,0

С2,

мкф

5*3.1

2.0

Обозначение

По данным

После

параметра

расчета

отладки

/к..

m

1.0

0,98

7к2» ^

5,48

5,4

и м . в

0,7

0.7

ил ,

в

1.2

1.2

' kn ,

дб

32,5

33,2

kv\,

дб

15,4

16,6

указанного сопротивления в основном обеспечивалось установление рабочего режима, соответствующего полученным .расчетным вели­ чинам.

Эксперименты показывают, что при определенной путем расчета величине сопротивления резистора Rm имеет место явление переком-