Усилитель мощности 1-5 каналов ТВ (стр. 2 из 5)

Построим нагрузочные прямые по постоянному и переменному току. Они представлены на рисунке 3.3.4.

I, А

R_

R~

1.8

15 28 U, В

Рисунок 3.3.4 – Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току.

Произведём расчёт мощности по формулам (3.3.7), (3.3.8) :

Анализируя полученные результаты можно прийти к выводу, что целесообразней использовать дроссельный каскад, так как значительно снижаются потребляемая мощность и величина питающего напряжения.

3.3.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров[2]:

1. граничной частоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ

;

2. предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер

;

3. предельно допустимого тока коллектора

;

4. предельной мощности, рассеиваемой на коллекторе

.

Этим требованиям полностью соответствует транзистор КТ930Б. Его основные технические характеристики взяты из справочника [3] и приведены ниже.

Электрические параметры:

1. Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ

МГц;

2. Постоянная времени цепи обратной связи при

В пс;

3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ

;

4. Ёмкость коллекторного перехода при

В пФ;

5. Индуктивность вывода базы

нГн;

6. Индуктивность вывода эмиттера

нГн.

Предельные эксплуатационные данные:

1. Постоянное напряжение коллектор-эмиттер

В;

2. Постоянный ток коллектора

А;

3. Постоянная рассеиваемая мощность коллектора

Вт;

3.3.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора

Существует много разных моделей транзистора. В данной работе произведён расчёт моделей: схемы Джиаколетто и однонаправленной модели на ВЧ.

А) Расчёт схемы Джиакалетто:

Схема Джиакалетто представлена на рисунке 3.3.5.

Рисунок 3.3.5 Схема Джиакалетто.

Найдем при помощи постоянной времени цепи обратной связи сопротивление базового перехода по формуле:

(3.3.9)

При чём

и доложны быть измерены при одном напряжении Uкэ. А так как справочные данные приведены при разных напряжниях, необходимо воспользоваться формулой, которая позволяет вычислить при любом значении напряжения Uкэ:

, (3.3.10)

в нашем случае:

Подставим полученное значение в формулу (3.3.9):

, тогда

Используя формулу (3.3.10), найдем значение коллекторной емкости в рабочей точке :

Найдем значения остальных элементов схемы:

, (3.3.11)

где

(3.3.12)

– сопротивление эмиттеного перехода транзистора. Тогда:

Емкость эмиттерного перехода:

Выходное сопротивление транзистора:

(3.3.13)

(3.3.14)

(3.3.15)

Б) Расчёт однонаправленной модели на ВЧ:

Схема однонаправленной модели на ВЧ представлена на рисунке 3.3.6. Описание этой модели можно найти в журнале [4].

Рисунок 3.3.6 Схема однонаправленной модели на ВЧ

Параметры эквивалентной схемы рассчитываются по приведённым ниже формулам.

Входная индуктивность:

, (3.3.16)

где

–индуктивности выводов базы и эмиттера, которые берутся из справочных данных.

Входное сопротивление:

, (3.3.17)

Выходное сопротивление имеет такое же значение, как и в схеме Джиакалетто:

.

Выходная ёмкость- это значение ёмкости

вычисленное в рабочей точке:

.

3.3.4 Расчёт цепей термостабилизации

При расчёте цепей термостабилизации нужно для начала выбрать вариант схемы. Существует несколько вариантов схем термостабилизации: пассивная коллекторная, активная коллекторная и эмиттерная. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования к термостабильности. В данной работе рассмотрены две схемы: эмиттерная и активная коллекторная стабилизации.

3.3.4.1 Эмиттерная термостабилизация

Эмиттерная стабилизация применяется в основном в маломощных каскадах, и получила наиболее широкое распространение. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 3.3.7. Произведём упрощённый расчёт этой схемы [2].

Рисунок 3.3.7 Принципиальная схема эмитерной термостабилизации

Расчёт производится по следующей схеме:

1.Выбираются напряжение эмиттера

и ток делителя (см. рис. 3.4), а также напряжение питания ;

2. Затем рассчитываются

.

Напряжение эмиттера

выбирается равным порядка . Ток делителя выбирается равным , где - базовый ток транзистора и вычисляется по формуле:

(мА); (3.3.18)

Тогда:

А (3.3.19)

Учитывая то, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение питания рассчитывается по формуле:

(В) ; (3.3.20)

Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:

Ом; (3.3.21)

(Ом); (3.3.22)

(Ом); (3.3.23)

Данная методика расчёта не учитывает напрямую заданный диапазон температур окружающей среды, однако, в диапазоне температур от 0 до 50 градусов для расчитанной подобным образом схемы, результирующий уход тока покоя транзистора, как правило, не превышает (10-15)%, то есть схема имеет вполне приемлимую стабилизацию [2].