Главная Расчет источников питания [0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [ 19 ] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] Таблица 4.4. Параметры некоторых малол-ошных низкочастотных транзисторов
-60. -60. -60. -45. -45., -45. -45. -45. -45. -45. -45. -45 -45. -45.. -60.. -60. -60.. -60.. -60.. -60.. -60.. -60.. -60., -20. -20. -20. .+70 ,+70 .+70 ..+55 .+55 .+55 .+55 ..-Ь55 ..+55 ..--55 ..+55 ..--55 ,.+55 ,.+55 ,.+ 100 ..+ 100 ,.--100 ,,+ 100 ,.+ 100 .+ 100 ,.--100 .+ 100 ,.+ 100 ..+45 ..+45 ..+45
Приняты следующие обозначения параметров транзисторов: ах - максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора: f;,216 - "РЯ-"" частота коэффициента передачи тока в схеме с общей базой; ff,p - граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с обшим эмиттером: R. j,-с ~ тепловое сопротивление переход - среда: /р - температура окружающей среды; Ujs max - максимально допустимое постоянное напрнжение коллектор - база: Uy у- максимально допустимое постоянное напряжение коллектор - эммитер; /кЭЛ max - "акси-иально до[1устнмое постоинное напряжение между выводами коллектора и эмиттера при заданном токе коллектора и сопротивлении в цепи бал-эмиттер, Uyg jjy - максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер - база; гпах ~ максимально допустимый постоянный ток коллектора: /j „ max~ максимально допустимый импульсный ток коллектора; /ВО - обратный ток коллектора; h2\ ~ у<~о:Фяаяеа-г передачи тока биполярного транзистора в режиме малого сигнала в схеме с общим эмиттером; 213-статнче(Жий Коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером: гЗб - выходная полная проводимость биполярного транзистора в режиме малого сигнала при холостом ходе в схеме с общей базой; Нч - выходная полная проводимость биполярного транзистора в режиме малого сигнала прн холостом ходе в схеме с общим эивт-тером; Л],е - входное сопротивление в режиме малого сигнала а схеме С общей базой; hijg - входное сопротивление в режиме малого снгнапа в схеме с общим эмиттером; - емкость коллекторного перехода; С, - емкость эмиттерного переходи.
(рис. 4.15, 6). напряжение покоя участка база - эмиттер t/ggp « входное сопротивле- вяе переменному току транзистора рассчитываемого каскада R. Для нахождения необходимо провести касательную к точке покоя Р {рис. 4.15, б) и найти отношение R = MKIKP". 8. Определяем элементы делителя напряжения в цепи базы RI я R2 (рис. 4.5). Принимаем падение напряжения на сопротивлении резистора R5 фильтра u = (0,l ... 0.2) Находим напряжение, подводимое делителю Rl, иа = Ек- ли if Выбираем ток в цепи делителя из условия /д=={2. ..5)/gp. (4.119) Опр«щеляем /?! и R2 по формулам R, = ((Уц д, (БЭр)/СБр + дТ; (4.120) iAUj-\-Up)f/. (4.121) Падение напряжения на резисторе R1 принимают равным Рис. 4.15. Определение режима работы Необходимо, чтобы выполнялось уело- предваштелыюго каскада в семействе вы-вие х1дных характеристик транзистора (а) и R =(5 \0) R (4 123) "° графику входной характеристики (б) Выбрав стандартные значения резисторов R\ и Р2и определив рассеиваемую иа них мощность (Рд = /Ri; Pj = R.). находим тип рассчитанных резисторов. 9. Рассчитываем элементы развязывающего фильтра R, = Дf/;;У(/д-f/кp); (4.124) Cg = (10. . .50) «/?,. (4.125) Конкретные типы резистора R5 и конденсатора С2 уточняют после определения мощности, рассеиваемой i.a резисторе Р/ = (/д + /jp) R и рабочего напряжения кшденсатора (порядка 1,5£к- 10. Находим амплитудное значение тока на входе каскада «вх.2/.пвх.с../21зглш (4.126) (ftjia минимальное значение коэффициента передачи тока транзистора рассчи- тываемого каскада). П. Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению на средних частотах по формуле где gjj - входное сопротивление рассчитываемого каскада; зкв.вых ~ лентное выходное сопротивление данного каскада, определяемое по формуле здесь /?2сл - сопротивление резистора R2 в цепи делителя следующего каскада. 12. Находим минимальное значение коэффициента усиления каскада по мощности "21э min-t/cp-119 или в децибелах Ppac4UB]=10 1g/fpp,„. (4.130) Необходимо, чтобы полученное значение /<рр8сч[дБ] - принятого в пред- варительном расчете для данного каскада. 13. Емкость разделительного конденсатора С4, связывающего рассчитываемый каскад с последующим (рис. 4.5), находим по формуле , - в омах. Рабо- Величипа входного сопротивления каскада с использованием составного транэис- тора может быть найдена по формуле (С4 выражается в микрофарадах; /а - в герцах; чее напряжение конденсатора С4 принимают равным 1,5£к). 14. Уточняем величину коэффициента частотных искажений каскада на верхних частотах диапазона K.p.c, = V<+ <2п/.?эк.,,ь„С.), (4.132) где Се - эквивалентная емкость, нагружающая рассчитываемый каскад (сумма емкостей участка коллектор - эмиттер данного каскада, участка база - эмиттер последующего каскада и монтажной емкости). 4.3.2, Расчет входного каскада усилителя (эмиттерного пшторителя). Схемы входных каскадов транзисторных УНЧ во многих случаях не отличаются от обычных схем последующих предварительных каскадов усиления. Расчет таких каскадов проводится в том же порядке, который указан в § 4.3.1. Однако при необходимости повышения входного сопротивления каскада для улучшения согласования усилителя с источником сигнала на входе включают эмнттерный повторитель. Типовая схема эмиттерного повторителя на составном транзисторе приведена на рис. 4.6, б. Расчет этой схемы проводится в следующем порядке: 1. В целях однотипности выбираем для работы в схеме входного каскада те же транзисторы, что и в схемах последующих предварительных каскадов. 2. Находим сопротивление нагрузки каскада /?. = (ек-1/кэр,У2))/эр. Н.133) где £„ - напряжение питания каскайа; (K3p(V2) - напряжение между коллектором и эмиттером транзистора V2 в режиме покоя; /р-ток эмипера составного транзистора в режиме покоя. При использовании эмиттерного повторителя в качестве входного каскада для повышения входного сопротивления и снижения уровня шумов напряжение коллектор - эмиттер t/K3p{V2) берут не более (2...3) В, а ток покоя эмиттера 1 приблизительно 0,5 мА. 3. Для определения сопротивлений резисторов R], R2 зададимся током, проходящим через делитель, образуемый этими резисторами, /д = 0,1 мА. Тогда R-\- R.2 = Ej/n. (4.134) Далее задаются да 3/?i, находят величины сопротивления делителя, определяют мощность, рассеиваемую на них, и конкретный тип каждого резистора. Резистор R3 должен быть высокоомным, чтобы не уменьшать входное сопротив-т иие каскада. Обычно R3 = (2...3) МОм. При необходимости регулировки усиления резистор R3 выбирают переменным (рис. 4.6, б). При этом глубина регулировки усиления может быть определена по формуле %B] = 201g[(/?, + P3) ?,]. (4.135) 4. Определяем емкость разделительного конденсатора на входе усилителя Ci = \0\2п1п (R« Н- /?ях) УК - 1 <-*.136) где Рн - сопротивление источника входного сигнала; R - вход]ое сопротивление рассчитываемого каскада; Л1ц - коэффициент частотных аскажени*, вносимых входным каскадом на низких частотах; /а - низшая частота диапазона. При этом С1 выражается в микрофарадах, fa - в герцах, R и R - в омах. (4.137) где Л]1„ - входное сопротивление выбранного тнпа транзистора при включении по схеме с общим коллектором; Л, - коэффициент передачи тока транзистора в схеме с общим коллектором; R„ ~ эквивалентное сопротивление нагрузки эмиттерието повторителя, равное где Рдд сл-входноесопротивление последующего усилительного каскада. Если аначеиия ftj, и ftjj в справочнике не указаны, то их можно рассчитать по формулам Л1ЫЛ„е/(1-Л21с); (4-138) = -Ы) И.139) (Й,1б и ftjie - входное сопротивление и коэффициент передачи тока выбранного транзистора в схеме с общей базой). 1Л. Особенности расчета УНЧ I полевых транзисторах (6, 20, 27, 38) Полевые транзисторы имеют ряд преимуществ по сравнению с биполярными. Они имеют высокое входное сспротивление, достигающее в транзисторах с р ~ а~ переходами величины (10*...10) Ом, а в транзисторах с изолированным затвором (10*...10*) Ом. Такое высокое значение входного сопротивления объясняется тем, что в транзисторах с р - л-переходамн электронно-дырочный переход между затвором и истоком включен в обратном направлении, а в транзисторах с изолированным затвором входное сопротивление определяется очень большим сопротивлением утечки диэлектрического слоя. Полевые транзисторы имеют малый уровень собственных шумов, так как в них в отличие от биполярных в переносе тока участвуют заряды только одного знака, что исключает появление рекомбинационного шума. В широком диапазоне частот коэффициент шума полевых транзисторов не превышает (0,5..3) дБ, К достоинствам полевых транзисторов следует отнести также высокую устойчивость против температурных и радиоактивных воздействий, а также высокую плотность расположения элементов прн использовании приборов в интегральных микросхемах. Наиболее широко они используются в предварительных каскадах мало-шумящих усилителей с высоким входным сопротивлением. Полевые транзисторы в усилительных каскадах могут быть включены тремя способами; по схемам с обнцш истоком (ОН), с общим затвором (03) или с общим стоком (ОС). Чаще всего используется схема с общим истоком, так как она позволяет получить наибольшее усиление по мощности. На рис. 4.16 приведены типояь?с схемы усилительных каскадов на полевых транзисторах при включении с общям истоком. Питание полевых транзисторов осуществляется подачей напряжения между стоком и истоком и напряжения смещения на затвор (относительно истока). Полярность этих напряжении зависит от вида канала, В качестве напряжения смещения может быть использовано падение напряжения на резисторе в цепи истока (рис. 4.16, а) или напряжение, полученное с помощью делителя (рис. 4.16, в). Полевые транзисторы с изолированным затвором и встроенным каналом могут работать и без смещения (рнс. 4.16, б). Для транзисторов с ;1-напалом полярность источника питания должна быть противоположной. Для расчета низкочастотного усилительного каскада на полевых транзисторах должны быть известны следующие исходные данные: необходимая величина ксэф-фициента усиления каскада по напряжению Ку, диапазо11 частот усилтеля /и-../,, допустимые частотные искажения Мц и на границах частотного диапазона; иа-Ьрнжеиие источника питания Е.. [0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [ 19 ] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] 0.001 |