Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 282

Скачиваний: 2

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

Д . с о с т а в ,Ю

 

[ s ' „ ^ - ] = - 0 , 1 9 .. [ » . £ ] - 0 .U *

ввиду ИХ малости можно

принять

5'и = const и В '0 = const, а со­

ставляющей

=

0,053 М0ЖН0 ПРеНебре’1Ь'

Разброс исследуемого выходного параметра по участкам соглас­

но формулам (6-16*),

(6-6) и (2-2)

составляет:

 

 

ДЛо_._

 

 

' _________________________

= | / " [(5,5-0,231)г+ 0 ,107=4-0,19*+(8,14.0,2)*+(2,58.0,2)*] =

= 0,87;

_

= | / [ ( 4 , 5 . 0 , 2 3 1 ) г+0,107г+ 0,19г+ (1 ,9 3 .0 12)24-(11,5.0,2)2] =

= 1.05;

Ы к» _ Тш

= ] / " -g" [(5,3.0,231)2+ 0,1072+0,192 + (5.47-0.2)2 + (3,13-0,2)2] «

= 0,72;

Д/К4 _ /к

“ ] / * 4 " [(4.7-0.231)* + 0,1072+0,192 + (2,47-0, 2)2 +(7,35-0,2)2] = -

= 0,775;

А/r К5.

Y

б К5 ' 1‘°*231)г + 0,1072+0,192+ (3,69-0.2)2+ (4,04-0.2)2] =

 

= 0,66;

А^ко __ /к -

~ \ “б" [(4«9-0,231)2 + 0.1072 + 0 ,1 9 2 + (3,2-Q.2)2 + (5,4-0,2)г]

- 0 , 7 ,

y ^ - l = К 0 . 8 7 а + 1 ,0 5 * + 0 J 2 * + 0^75*’+ 0 ,6 6 * + 0,7**» 1,97. 'К J ï

С учетом этого ошибка аппроксимации, допускаемая при qa = 1, составляет:

Д0 =

(1,97 — 1,64)-100

16,7»/о.

1,97

 

 

10-3. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРОВ НА РАЗБРОС ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЕЙ

Д л я и с с л е д о в а н и й б ы л о о т о б р а н о из р а зл и ч н ы х п а р т и й 11 т р а н з и с т о р о в М П 1 3 Б , д а н н ы е к о э ф ф и ц и е н т а п е р е д а ч и т о к а б а з ы и о б р а т н о г о т о к а к о л л е к т о р а к о т о р ы х п р и в е ­ д ен ы в т а б л . 10-6.

 

 

 

 

Т а б л и ц а 10-6

 

V

 

 

транзисто­

Р

транзисто­

•Р

мка

ров

мка

ров

1

65

1,5

6

42

1.0

2

-65

1.5

7

42

1.0

3

70

3 .8

8

61

2,5

4

42

1.0

9

44

2.0

5

40

2,0

10

40

1.1

 

 

 

11

65

2.0

Э к с п е р и м е н т а л ь н ы е и с с л е д о в а н и я п р о в о д и л и с ь н а у с и л и т е л ь н ы х к а с к а д а х с ф и к с и р о в а н н ы м с м е щ е н и е м , а т а к ж е с п о с л е д о в а т е л ь н о й О О С п р и 5 2 = 3 ,2 и s '2 = l , l . В о в т о р о м с л у ч а е в о с п р о и з в о д и л с я п р а к т и ч е с к и п р е д е л ь ­ но ж е с т к и й р е ж и м с т а б и л и з а ц и и р а б о ч е й то ч к и .

Н а к а ж д о м и з к а с к а д о в у с т а н а в л и в а л и с ь п о л у ч е н н ы е п у тем р а с ч е т а н о м и н а л ь н ы е з н а ч е н и я с о п р о т и в л е н и й р е ­ з и с т о р о в , а з а т е м п р о и з в о д и л а с ь с м е н а т р а н з и с т о р о в . Д л я с р а в н е н и я б ы л и в ы п о л н е н ы р а с ч е т ы п а р а м е т р о в у с и л и т е л е й , п о д в е р г а в ш и х с я э к с п е р и м е н т а л ь н ы м и с с л е ­ д о в а н и я м , к о т о р ы е п р и в о д я т с я д а л е е .

 

Каскад с фиксированным смещением (рис. 3

- 2 В качестве

исходных

приняты: £ = 1 0 ,5

в; Ün='7,5

в\

7К= 3

ма;

«=0,98; 7к0=

= 2

мка.

Согласно расчету

Л н=1 ком

и

Лем =

1 6 9

ком.

 

С л у ч а й 1. Номиналы

сопротивлений резисторов выдерживают­

ся

точно;

производится только смена транзисторов;

t — +20 °С.


Согласно формуле

(9-3)

Ссм — 0,02-&см;

 

— 0,033;

Вг^а

38

и В 'ри =

0,725.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

 

как в рассматриваемом

 

 

Ai^ji_Ai?dn

Л

 

то

ПР"

Так

случае - j y “

" f ï ~

=

и’

 

AfM =

4 ж а л

АСJ

 

= 0 ,1

 

согласно формуле

(9-2)

 

 

 

 

 

- у -

 

 

 

 

 

 

 

j ^ î j

=

| / ^0,033-- ^ - J + ( 3 8 - 1,07-1 0 -2) 4 - (0 .725 -0,1)г =

0,419.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь

согласно

предыдущему

расчету

-= -

=

1.07-10-а..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГД/k V

 

L «

Jnp

 

 

 

 

По результатам

измерений

= 0 ,4 3 .

 

 

 

 

 

 

-у-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L y“ Jp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем разброс сопротивлений эмиттера

и базы

транзистора.

Так как в каскаде

отсутствует

стабилизация

рабочего

режима,

то

учитываемое

значение

производственного

разброса

 

£

J

- г

а .

. -

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как

было

показано

ранее,

зависимости

упомянутых

сопротивлений

от тока коллектора линейны при отклонении его в пределах

±0,5/к.и.

Поэтому принимаем ях=2. Тогда согласно

формулам

(2-9) — (2-12),

(2-2) и (2-3):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 7 ~

1

4 “ =

0,895

5 б/1 =

Вэп — ~

^0,895^

 

~

— 1,24;

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/«г

 

. .

Q.419

 

1,105

в т

-

в , п -

- ( т т т с ё ) ’ =

-

° '82-

 

7 к = 1 +

:

 

 

При симметричном поле допуска Х;1 =

Х/2 =

- у

 

 

тогда

из

(2-5а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= у Л4 - [(1,24.(),4 19 )2 + (О ,82-0 ,419)2] = 0 ,4 4 .

В соответствии с изложенным ранее примем, что на каждом из линейных участков зависимости параметров транзисторов от деста­ билизирующих факторов (колебаний температуры, коллекторного то­ ка и напряжения на коллекторе) подчиняются закону равномерного распределения. Тогда при композиции двух участков (партий тран­ зисторов) будет иметь место распределение Симпсона, для которого



коэффициент

относительного

рассеяния /Ci = I,22 {Л.

80]. С учетом

этого

 

 

 

 

 

 

.Аг6 \

f à r 9 \ _

0,44-1,22

0 - г.

0/

)

°г \

)

8 ,9 1

6

 

Для зависимости сопротивления базы от колебаний коллекторно­ го напряжения, учитывая, что согласно (9-113)

AUK _ 3 - 10~э-0,419 -1 • 103

= 0.17,

7 ,5

 

при qy = 2 и ^ u i~ ^ -U 2 ==~2~

из (2-5а) получаем:

2 ,- 5" (° -05 0 - 17)= = °-9 - >0- =;

Ч 4 ) - °

— 0

Д ля производственного

разброса сопротивления базы (эмиттера)

при нормальном законе распределения

С учетом этого из (2-9) и (6-38)

о2

= 1 0 -2 / 8 , 9 2 + 0 ,9 г + 8,332 = 12,2-Ю -2.

Поле допуска сопротивления базы при нормальном законе рас­ пределения

= 0,122-6 = 0,732.

Для сопротивления эмиттера с учетом (2-11) и (6-39):

о2 ( 7 ^ ) =

Ю -2 К 8 .9 2 + 8,332 =

12,2-1 0 -2,

 

откуда

ГДГв

 

 

 

 

 

 

0,732.

 

 

 

 

 

= 0,122-6 =

 

 

 

 

 

£

 

 

 

 

 

Оценим разброс величин входного сопротивления каскада.

Средние значения

сопротивлений

базы

и

эмиттера

согласно

(1-9а) й (1-12) Рб= 110 о.и и fa=8,2 ом. Тогда

из

(9-116)

Zbx.b^

=520 ом.

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты влияния согласно формуле (9-131):

 

 

ПО

 

 

8,2

 

 

 

 

— ^20 ~

0,21; В '„ = 520(1 — 0,98) =

0.79;

 

В '

 

0,98 -8,2

 

 

 

 

 

 

=

— 38'6,

 

 

 

 

ад— 520 (1 — 0,98)2

 

 

 


Приняв, что для всех составляющих формулы (9-130) характе­ рен нормальный закон распределения, получим:

21 -0.732)2 + (0,79-0 ,732)г + (3 8 ,6 -1 ,0 7 -10~2)2 =

Согласно измерениям

Разброс коэффициента усиления по току при Ваэ = 50 из (9-126)

= 50-1,07-10-2 = 0,535.

£

 

 

Согласно измерениям

0,493.

Разброс коэффициента усиления по напряжению при AЛн = 0 ,2 из

 

 

В*

(9-128)

= ]Л),73г +

0,2 2 + 0,535г = 0 ,9 2 5 .

Согласно измерениям

= 0,85.

 

 

х

Отметим, что из полученных данных, равно как из приводимых

далее, следует,

что расхождение результатов расчетов и измерений

не превышает 15%. При такой погрешности вероятность выхода па­ раметра за пределы поля допуска, определенная расчетным путем, />^0,01 (см. рис. 6-3).

С л у ч а й

2. Исходные условия те же, но максимальное значение

температуры окружающей среды *макс = +70°С.

В этом случае в соответствии с формулой

(1-30)

 

Д/к0= 2 - 1 0 - 6[2<°-1 • 70—2)— 1]=62 мка.

Примем Д/ц0 =

60 мка и / к„=

60 + 2

30 мка.

2

 

 

 

 

 

Согласно

формулам (2-13) и (2-14) при

с*=3,1 • 10-3, A ti= tr,+

4-70 °С и A t=îp—20 °С

 

 

 

 

 

5 0 - З .Ы 0 - 3

 

 

B*t * 0,98 {1 +

50 [0,72 + 3,1-10-2 (70 +

70)]>2 — ° ’044' 10 *

^

J =

0,044-10-* (70 — 20) =

0,22-10-*.

Примем, что рассматриваемой зависимости в пределах заданно­ го интервала температур свойственно равномерное распределение, для которого коэффициент относительного рассеяния д ,= 1,73 (Л. 80].

Тогда

 

0,22-10-2.1,73

о*

= 0,633-10-2.

$

 

282