Файл: Стабилизация параметров транзисторных усилителей..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 192

Скачиваний: 2

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

С л ед у ет о тм ети ть, что в

к а с к а д е

с п о с л е д о в а т е л ь н о й

О О С

при s '2 = l , l

вс л е д ств и е м а л ы х

зн а ч е н и й с о п р о т и в ­

лений

р е зи сто р о в

Rz и Rs

н а р я д у

с п о с л е д о в а т е л ь н о й

О О С

н а п остоян н ом

то к е и м ее т

м есто п а р а л л е л ь н а я О О С

н а перем ен н ом токе.

О д н а к о

н а

в е л и ч и н у р а з б р о с а

в х о д ­

ного

со п р о ти в л ен и я

к а с к а д а

и

его

к о э ф ф и ц и е н т а

у с и ­

л ен и я по н а п р я ж е н и ю о н а в л и я е т с л а б о .

И з р е зу л ь т а т о в р а с ч е то в , в ы п о л н ен н ы х в § 10-2 и 10-3, сл ед у ет, что .р азб р о с п а р а м е т р о в р е з и с т о р о в п р и оп р ед ел ен н ы х у сл о в и я х с к а з ы в а е т с я с и л ь н е е р а з б р о с а

п а р а м е тр о в т р а н зи с то р о в . Д е й с т в и т е л ь н о ,

в к а с к а д е

с ф и к си р о ван н ы м см ещ ен и ем п р и / = + 2 0 ° С

в п е р в о м

сл у ч ае | ^ J = 2 , 2 8 , а во вто р о м — [ у 5] =

0 ,4 1 9 .

В к а с к а д а х с О О С н а п о с то я н н о м т о к е п о м е р е п о ­ вы ш ен и я с таб и л ьн о сти р а б о ч е й то ч к и у м е н ь ш а ю т с я ч а с т ­ ны е п огреш н ости , о б у с л о в л е н н ы е р а з б р о с о м п а р а м е т р о в тр а н зи с то р о в , и н а п е р в ы й п л а н в ы с ту п а ю т п о гр е ш н о с т и , о б у сл о в л ен н ы е п р о и зв о д с тв е н н ы м р а з б р о с о м с о п р о т и в ­ л ен и й р е зи сто р о в . Э то в и д н о из д и а г р а м м п о гр е ш н о с т е й к а с к а д а с п о с л ед о в ат е л ь н о й О О С , п р е д с т а в л е н н ы х н а ри с. 10-1, и п о д т в е р ж д а е т с я р е з у л ь т а т а м и р а с ч е т о в , в ы ­ п о л н ен н ы х в н а с т о я щ е м п а р а г р а ф е .

10-4. РАСЧЕТЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЕЙ ДОПУСКОВ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ОСНОВНЫХ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ

Э к сп ер и м ен ты

п р о во д и л и сь н а

тех т р а н з и с т о р а х , к о т о ­

р ы е п р и м ен я л и с ь в

п р ед ы д у щ ей

сер и и

о п ы то в . О т л и ч и е

з а к л ю ч а л о с ь в

том ,

что о д н о вр ем ен н о

с т р а н з и с т о р а м и

п р о и зв о д и л а с ь т а к ж е см ен а н а б о р о в р е з и с т о р о в и к о н ­ д е н с а т о р о в . К а ж д ы й отсчет в к л ю ч а л в с е б я 121 п р о б у п р и и с п ы т ан и я х в у с л о в и я х т е м п е р а т у р ы + 2 0 °С и 2 4 2 п р о б ы п р и н а г р е в е к а с к а д а д о т е м п е р а т у р ы + 7 0 ° С . П а ­ р а м е т р ы эл е м е н то в к а с к а д о в , п о д в е р г а в ш и х с я и с с л е д о в а ­ н и я м , (приведены в т а б л . 10-8.

Т а к к а к к а с к а д ы с ф и к с и р о в а н н ы м с м е щ е н и е м п р и т е м п е р а т у р е + 7 0 °С п р а к т и ч е с к и т е р я ю т р а б о т о с п о с о б ­ н о сть, т о о н и и с с л е д о в а л и с ь т о л ь к о п р и н о р м а л ь н о й к о м н а тн о й т е м п е р а т у р е .

Д а л е е п р и в о д я т с я р е з у л ь т а т ы в ы п о л н ен н ы х р а с ч е т о в .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 10-8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А\

 

 

Фактическое значение

 

 

 

 

 

 

 

Обозначение

о g

 

 

 

 

 

 

 

 

5 а

 

параметров примененных

 

 

 

 

 

 

 

соотв. элемен­

а из

 

 

элементов

 

 

 

 

 

 

 

£ 3 «и

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип каскада

 

та в схеме и

н 5 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я W5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

его размер­

S g ÿ

 

Комплекты

Комплекты

 

 

 

 

 

 

 

 

ность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

| l

 

№ 1—5

 

№ 6—11

С фиксированным смеще­

/?оы, ком

169

 

160+10%

180+10%

 

нием

 

 

 

 

 

Ru,

ком

1,0

 

1,0+10%

1,0+10°/о

 

 

 

 

 

 

 

Zt, ком

0,6

 

0 ,6 + 5 %

0 ,6 + 5 %

 

 

 

 

 

 

 

С,

мкф

15

 

 

15

 

 

15

С последовательной ООС

R 'o.c

КОМ

0,65 0 ,6 2 + 5 %

0 ,6 8 + 5 %

 

(s2= 3 ,2 )

 

 

 

/?2. КОМ

1,91

 

1 .8 + 5 %

 

2 ,0 + 5 %

 

 

 

 

 

 

 

/?3,

КОМ

7,7

 

7 ,5 + 5 %

 

7 ,5 + 5 %

 

 

 

 

 

 

 

Ru. ком

1.0

 

1,0+10%

1,0±10о/о

 

 

 

 

 

 

 

Zr , ком

0,6

 

0 ,6 + 5 %

 

0 ,6 + 5 %

 

 

 

 

 

 

 

С,

мкф

15

 

 

15

 

 

15

С параллельной ООС на

R"o.0U КОМ

75,8

 

75+10%

 

75+10%

 

постоянном

и перемен­

R"о.с2. ком

3,5

 

3,5 + 1 0 %

3,5+10о/0

 

ном

токе

($, = 25 и

R2,

ком

5 .0

 

5 ,1 + 1 0 %

5 ,1 + 1 0 %

 

F " =

5,4)

 

 

 

Ru.

ком

1.0

 

1.0+Юо/о

1,0+ 10%

 

 

 

 

 

 

 

Zt ,

ком

0,35

0.35+50/0

0 ,3 5 + 5 %

 

 

 

 

 

 

 

С, мкф

15

 

 

15

1

 

15

 

Каскад

с

фиксированным

смещением

(рис.

3-2).

В

качестве

исходных

данных приняты: Л =10,5 в;

ÏÏK—7,5

в;

7К= 3 ма;

 

а=0,98

и 7но= 5

мка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно

расчету ДН= 'Ь ком и Лсы =

169 ком

(см.

табл. 10-8).

В соответствии с расчетом, выполненным ранее,

 

0,033;

В'^а =

=

38 и

В'рц == 0,725. Далее из

(9-3)

 

 

=

— 0,735

и

В 'р ^ =

=

0,435. При

Д/к0 =

Ю

мка,

[ - = - ^ =

1,0 7 .10-*

и

 

 

 

 

Шш

=

0 ,2

из (9-2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

^0,033

+ (3 8 - 1 ,07-10-г)2

(0,725 .0,2)2 +

 

 

 

** + ( 0 ,7 3 5 - 0 ,2 )г +

(0,435-0,2)2

= 0 ,4 9 .

 

 

 

 

Согласно

измерениям

 

 

= 0 ,5 2 5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценим

разброс

входного

 

сопротивления

каскада.

Так

как

 

 

 

 

 

< 1 ,

принимаем

г <7; = 2.

Тогда

из

формул

 

(2-10),

(2-12) и (2-26а):

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£

l =

1

— ^

-

= 0,877

Вб/1 =

Вэ/1 =

 

 

 

= — ( 0,877 )

==— 1,3;

 

 

 

 

при

 

 

 

0,49

 

 

 

 

 

 

 

* К2

1 +

 

123

Вб12 — Вэ[2 —

 

h

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

1,123 )

-

— °>79-

 

 

 

При симметричном

поле

допуска

согласно

формуле

(2-3) Хл =

= Х/2 = 1 /2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= У

~ т

К1.3 -0 ,49)2 +

(0,79-0,49)] =

0,53;

 

 

 

 

 

 

f à r 9 \ _

0,53-1,22

 

10>8 ■ю - 2-

 

 

 

° Ч ? е

j

 

б

“

Согласно формуле (9-113)

 

 

 

 

 

 

 

 

Дия

_ 3 - Ю '* - 0 ,4 9 - 1 • 103

0,197.

 

 

Ü,

 

 

 

7,5

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда при <7у =

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2 и Хш = Хш = -^ -

 

 

 

 

\ l t ]

u =

V

2 - r ( 0*05-0 - 197)2 =

0 ‘9810' 2ï

 

/Д г б \

 

0,98-Ю - 2 - 1,22

 

 

 

 

вЧ

^

"

)

=

-----------В----------= 0 , 2 . 1 0 - .

 

Среднее квадратическое отклонение производственного разброса

сопротивления базы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2пР ( ■ ^ ■ ) = 2 г

= 8 -3 3 1 0 - -

 

 

Суммарное

среднее квадратическое отклонение в

соответствии

с (2-9) и (6-39)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

°2 ( * 7 ^ =

 

10-2 V 10,82 +

0 ,2 2+ 8 ,3 3 2'=

13,6-10-2,

откуда при нормальном

законе распределения

 

 

 

 

[ ^ ] £ = ,3 ' в - 10' ! -6 = ° ’815^ И

-

Из

предыдущих расчетов

£ 'бэ= 0 ,2 1 ; В '8Э = 0,79; Я 'аЭ =

38,6 и

£-4=r-J

= 1,07-Ю -2 . Тогда

из (9-130)

 

 

[ ^ к 7

j s =

^ (°*21 •°>815)2 + (0,79-.U,815)2+ (38,6 - 1,07-10-2)2 =

 

 

 

 

= 0,782.

 

 

_

 

измерениям

rAZbX „ V

= 0,6.

 

 

Согласно

-= ——

 

 

 

 

 

|_ ^»Х.в Js

 

 

 

Разброс

коэффициента

усиления

по току

при В э = 50 из (9-126)

 

 

т

=

5 0 -1 ,0 7 .1 0 -2 =

0,535.

 

 

 

 

 

 

 

 

Разброс

коэффициента усиления по напряжению из (9-128)

 

Г Ж иэ I

.______________________

 

 

 

— У 0.5352 +

0 ,2 2 + 0,7822 = 0,97.

 

Согласно

измерениям

АК>иэ

= 0,8.

 

 

Кии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

иъ

 

 

 

Результаты расчета допусков параметров

усилительного

каскада

с фиксированным смещением в приведенном примере близки полу­ ченным для аналогичного каскада в § 10-3. Это обусловлено тем, что в обоих примерах определяющим является производственный разброс параметров транзисторов.

Каскад с последовательной ООС на постоянном токе (рис. 3-5).

В качестве исходных данных приняты:

7?= 10,5 в; Uu= 5,5 в;

7к =

—3 м а; а= 0,98; /,<о=5

мка. Согласно

расчету _ й 0_х= 650

ом;

Д 2=

= 1,91

ком; Д з= 7,7 ком;

Л и= 1

ком; s2=3,2 и Л2||Л3= 1,53

ком.

С

л у ч а й 1. Сопротивления

резисторов и напряжения

источни­

ка питания изменяются в пределах, указанных в табл. 10-8; произ­ водится смена транзисторов; ,/=+.20°С .

 

Оценим точность установления выбранного рабочего режима.

 

Согласно

формулам

(9-17) и (9-18)

С2 = 1,425; BRI^ — — 0,655;

BR2~ 0,523;

5^з =

0,13 и Яа = 2 , 2 .

о.с

 

 

 

 

Тогда

при

Г -= — 1

= 1 , 0 7 - 1.0-2

 

 

 

 

 

 

L «

Jnp

 

 

As.

 

 

 

 

(0 ,5 2 3 -0 ,1 )Ч -(0 ,13 -0,1 )+ (2 ,2 - 1,0710~2)2=

 

- = У ( 0 , 655-0, l)2 +

s 2

 

 

 

 

= 0,088.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оценим пределы изменений тока коллектора транзистора. Соглас

но

ранее

выполненному

расчету т 2 = 0,525; B 's =: 2,78;

В \ =

=

0,406'-10"2;

В ',,

=

— £ 'а = 0,368.

 

 

 

 

 

 

'‘о. С

 

(9-22) BrRil = 0,545;

BrR3 =

 

Далее согласно формулам (9-21) и

=

— 1,58

и B 'v =

1,0.

 

 

 

С учетом этого при Д/ко— Ю мка

(2 ,7 8 -0 ,0 8 8 )* + ^0 ,4 0 6 -1 0 -* -^ -) + (0 ,3 6 8 .1 ,07 X

X io-2)î - f (0,368-0,1)2 +

(0,545 -0,I)2 + (1,5 8 -0 ,l)* + (l ,U-U, l) 8

 

=

0,315.

Согласно измерениям

/к

= 0 ,2 8 2 .

L

J s

Оценим разброс параметров усилительного каскада. Примем qt

=2. Тогда из (2-10) и (2-12):

 

 

при

 

 

 

 

 

/ „

.

0,315

0,921

В6 П = В Э„ =

7 Г =

1

- - Т - =

 

 

(

0,921

) =

— 1.18;

при

 

 

 

 

 

' К2

 

0,315

1.079

Вб[2 — Вэ12

=

 

1 4

4

1\*

=- ( T 5 7 9 - ) ! = - 0 . 855

При q, = 2

[ ^

\ г

[

^

]

г

/

- T

[(1 .18 .0,315)*+ (0,855-0,315)4 =

 

 

 

 

 

 

 

=

0,326;

 

 

 

( ^ S . )

_

 

m

 

_

-°i326-1,22

= 6,63 -10-*.

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

Согласно

(9-113)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш к _

3

-1 0 -a.0 ,3 l5 - ( l- f 0,65)-10*

 

 

Un

 

 

 

 

 

575

 

= 0,284.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

при <7y =

2

 

 

 

 

 

 

 

\ ^

f \ u

=

V

2 - Г ' ( ° ' 05-° .2 8 4 )* =

1,42-10-*;

 

 

fA r6 \ _

1,42-10-*. 1,22

 

 

 

°t/ (

i r

j

------------- Г ~ 2—

= 0,288-10— .

Согласно

(10-15)

^

=

0

326

= 0 ,6 1 2 .

Тогда

~q’ 58

Смотрите также файлы