Проектирование усилителя низкой частоты (стр. 2 из 4)

Входное сопротивление базо-эмиттерного перехода транзисторов VT3 (VT4):

(2.10)

Номинал резисторов R₃ и R₄ для мощных транзисторов:

(2.11)

Мощность, выделяемая на резисторах R₃ и R₄:

(2.12)

Выбор предвыходных транзисторов и режимов работы их по постоянному току. Построение линии нагрузки

Ток покоя эмиттера транзисторов VT1 (VT2) (см. рис.1.1):

(2.13)

Амплитудное значение тока эмиттера транзисторов VT1 (VT2):

(2.14)

Принимается

. По следующим неравенствам выбираются транзисторы VT1, VT2:

По справочнику [11] выбраны транзисторы KT814Б (p-n-p) и КТ815Б (n-p-n) со следующими параметрами:

Для построения линии нагрузки по переменному току транзисторов VT1 (VT2) выбираются следующие координаты точек A’ и A”:

, (2.15)

.

Переносим точки A’ и A" на входные характеристики транзисторов VT1 (VT2) (рис.2.4).

По графику (рис.2.4) определяются следующие параметры:

- амплитудное значение напряжения на базе;

- амплитудное значение тока базы;

- ток покоя базы транзистора;

- напряжение покоя базы.

Определение основных параметров выходного каскада

Выходное сопротивление базо-эмиттерного перехода транзистора VT1 (VT2):

(2.16)

Входное сопротивление верхнего плеча выходного каскада на VT1 и VT3:

(2.17)

Входное сопротивление нижнего плеча выходного каскада на VT2 и VT4:

(2.18)

Амплитудное значение входного напряжения:

- верхнего плеча (VT1,VT3):

(2.19)

- нижнего плеча (VT2,VT4):

(2.20)

Требуемое падение напряжения U_од на диодах VD1, VD2 при токе

(2.21)

равно:

(2.22)

По справочнику [4] выбираются диоды. Прямой ток (средний) должен быть больше 0,14мА, прямое напряжение должно быть больше 1,815В. Выбирается диод Д7Г со следующими параметрами:

- Средний прямой ток 8мА;

-При токе 0,27мА на диоде происходит падение напряжения равное 0.7В, поэтому необходимо брать 3 диодов.

Сопротивление резисторов R₁ и R₂ делителя

(2.23)

Мощность, выделяемая на резисторах R₁ и R₂:

(2.24)

Входное сопротивление верхнего плеча каскада с учетом R₁ и R₂:

(2.25)

Входное сопротивление нижнего плеча каскада:

(2.26)

Коэффициент усиления по напряжению:

- верхнего плеча:

(2.27)

- нижнего плеча:

(2.28)

- среднее значение:

(2.29)

Коэффициент полезного действия всего каскада:

(2.30)

Мощность на выходе каскада:

(2.31)

Поправка к схеме

Рисунок 2.5 - Уточнённый бестрансформаторный выходной каскад

Выбирается транзистор VT0 КТ3102А со следующими параметрами:

Мощностные показатели при наибольшей температуре окружающей среды (см. формулу 2.7):

Поскольку

, то выбранный транзистор подходит.

Определяются следующие токи:

Нахождение сопротивления R_э и C_э:

(2.32)

(2.33)

Мощность, выделяемая на резисторе R_э:

(2.34)

Определение сопротивлений R’ и R”:

(2.35)

(2.36)

Мощность, выделяемая на резисторах R^’ и R^”:

(2.37)

Уточнённое значение мощности рассеивания одним транзистором VT3 (или VT4):

(2.38)

Тепловое сопротивление корпус-среда:

(2.39)

Площадь радиатора:

(2.40)

где K_T=0,0012¸0,014 Вт×см²×град^-1 - коэффициент теплоотдачи.

3. Расчет предоконечного каскада

Сквозной коэффициент усиления:

(3.1)

Рисунок 3.1 - Схема предоконечного каскада

Поскольку K_скв очень большой, то на входе нужны: предоконечный и входной - каскады с общим эммитером.

Выбирается транзистор VT КТ3102Е со следующими параметрами:

Принимается

Тогда

Допускается, что напряжение в точке В U_B=24В. Тогда напряжение в точке А будет

.

Сопротивление резисторов R₁ и R₂ делителя:

(3.2)

Мощность, выделяемая на резисторах R₁ и R₂:

(3.3)

Сопротивление R₄:

(3.4)

Мощность, выделяемая на резисторе R₄:

(3.5)

Сопротивление R_э:

(3.6)

где U_Rэ=U_B/10=3В.

Мощность, выделяемая на резисторе R_э:

(3.7)

(3.8)

Напряжение база-эмиттер:

(3.9)