Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

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 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 [ 80 ] 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

Гмва 15

вающий искажение выходного сигнала. Это приводит к ограниченшо полосы пропускания выходного каскада при больших сигналах.

Иногда в выходном каскаде можно использовать мошные транзисторы одного типа. Для этого транзисторы и в схеме Дарлингтона на рис. 15.15 заменяются комплементарной схемой Дарлингтона (см. разд. 4.6). Такую схему усилителя будем называть квазикомплементарной. Она приведена на рис. 15.16. Для обеспечения тех же соотношений для тока покоя, что и в предыдущей схеме, падение напряжения на резисторе также должно быть приблизительно равно 0,4 В. При этом напряжение C/i 0,4 В-I-2 0,7 В = 1,8 В. Ток покоя через транзистор и резистор 2 течет к источнику отрицательного напряжения питания схемы. Выбирая R = = i?2, получим, что напряжение смещения для транзистора Т2 будет порядка 0,4 В. Как и в предыдущей схеме, R и R2 служат также в качестве сопротивлений утечки для базовых зарядов выходных транзисторов.

Рассмотренное устройство реализовано в виде интегральной схемы TDA 1420. Ее максимальный выходной ток равен 3 А, а допустимая мощность рассеяния составляет 30 Вт при температуре корпуса 60°С.

Для ограничения тока можно использовать методы, изложенные в разд. 15.3. В эмиттерные цепи схем Дарлингтона следует включить сопротивления,которые будут использоваться для измерения протекающего тока. Схемное решение, приведенное на рис. 15.12, не намного лучше схемы

Рис. 15.16. Квазикомплементарные схемы Дарлингтона.

Дарлингтона, поскольку в нем к падению напряжения на сопротивлении, используемом для измерения тока, добавляются два напряжения эмиттер-база. Поэтому измерение тока оказывается недостаточно точным.

15.5. РАСЧЕТ МОЩНОГО ОКОНЕЧНОГО КАСКАДА

Для более подробного ознакомления с последовательностью расчета мощного оконечного каскада рассмотрим пример расчета усилителя с выходной мощностью 50 Вт, схема которого приведена на рис. 15.17. За его основу взята схема усилителя мощности, изображенная на рис. 15.15.

На сопротивлении нагрузки R , равном 5 Ом, усилитель должен обеспечить синусоидальную мощность 50 Вт. Пиковое значение выходного напряжения С/, в этом случае будет составлять 22,4 В, а максимальный ток = 4,48 А. Для расчета напряжения источника питания определим минимальное падение напряжения на транзисторах Т Г Тз и резисторе R3. Суммарное напряжение база-эмиттер транзисторов 7] и Г/ при токе / ,0 должно составлять около 1,8 В. Если в качестве Dj применить светодиод с красным свечением, прямое напряжение которого равно 1,6 В, падение напряжения на резисторе R3 будет составлять 1 В. Напряжение коллектор-эмиттер транзистора Т3 при максимальном входном сигнале не должно превышать 0,8 В. Для питания усилителя применим нестабилизированный источник напряжения, снижение напряжения которого при полной нагрузке не должно превышать 3 В. Используя эти данные, определим напряжение питания при отсутствии сигнала

Г, = 22,4 В -I- 1,8 В -I- 1 В -I- 0,8 В -Ь

-ЬЗВ = 29В.

Поскольку схема симметрична, отрицательное напряжение питания должно иметь такую же величину. Теперь рассчитаем предельные параметры транзисторов Т[ и Г2. Их максимальный коллекторный ток составляет 4,48 А. Для надежности выберем /с икс - 0 А. Максимальное напряже-



IkOm

ЮООМ

1- М7Ш1

1 1 f

IkOm

Рис. 15.17. Оконечный каскад усилителя мощности (синусоидальная мощность 50 Вт).

1,6В

ние коллектор-эмиттер выходного транзистора достигается при полной раскачке и составляет Ua + V = 51,4 В. Выберем VcER = 60 В. С помощью формулы из разд. 15.2.1

Er-0,HVi/R,)

получим Pji. = Pj. = П Вт. На основании изложенного в разд. 4.10 запишем соотношение между рассеиваемой мощностью и тепловым сопротивлением:

RthL + RfliG

Максимальная допустимая температура перехода 9- для кремниевых транзисторов в общем случае составляет около 175°С. Температура окружающей среды в корпусе устройства не должна превышать 55°С. Те-, пловое сопротивление радиатора равно = 4 К/Вт. Подставим эти значения в соотношение для расчетаеплового сопротивления между полупроводником и корпусом транзистора:

17 Вт =

Отсюда

175С - 55°С (4 К/Вт) + Ra,G = 3,1 К/Вт.

Часто для мощных транзисторов задается максимальное значение рассеиваемой мощ-носга при температуре корпуса, равной 25°С. Ее можно рассчитать, зная пара-

-CZJ- ЮООМ

г,2в

Re -CZ3-

13 0м

Т4 ЮООМ

i 130м , ф

г I

R4 470пФ\ ЮООМ

метры i?thG и по следующей формуле: 150 К

9j. - 25°С

3,1 К/Вт

= 48 Вт.

Коэффициент усиления по току выходных транзисторов при максимальном выходном токе составляет 30. С учетом этого значения рассчитаем параметры предоконечных транзисторов и Гг. Максимальный коллекторный ток этих транзисторов равен

4,48 А/30 = 149 мА.

Это значение тока, однако, относится только к сигналам низкой частоты. Для частот, превышающих ~ 20 кГц, коэффициент усиления по току мощных низкочастотных транзисторов значительно меньше. Поэтому при резком возрастании тока предоко-нечный транзистор в течение короткого отрезка времени будет пропускать большую часть выходного тока. Для получения возможно большей полосы пропускания усилителя выберем /смакс = 1 А. Заметим, что имеющиеся в продаже транзисторы с такими параметрами и частотой пропускания порядка 50 МГц довольно дорогие.

В разд. 15.4 было показано, что лучше ток покоя задавать только в предоконечных транзисторах и обеспечить падение напряжения на резисторах i?j и i?2 порядка 400 мВ. Для этого использованы кремниевые диоды D3, падение напряжения на



которых составляет 2,2 В. Их можно заменить светодиодом с зеленым свечением. Для того чтобы получить достаточно низкий уровень переходных искажений, выберем ток покоя, равный 30 мА. Тогда сопротивления i?i и i?2 будут равны

R, = Rj = 400 мВ/30 мА = 13 Ом.

Мощность, рассеиваемая на предоко-нечных транзисторах при отсутствии сигнала, равна 30 мА 29 В а; 0,9 Вт, а при полном входном сигнале 0,9 -I- 0,75 Вт. Следовательно, для предоконечного каскада усилителя могут быть использованы маломощные транзисторы в корпусе ТО-5 со звездчатым радиатором. Коэффициент усиления по току этих транзисторов составляет 100. Учитывая это, рассчитаем максимальный базовый ток предоконечных транзисторов:

,4,48 А 0,8 В

/дмакс

100 V

100 V 30

13 Ом

2мА.

Ток источников на транзисторах Tj и должен быть большим по сравнению с этой величиной. Выберем его равным 10 мА.

Эмиттерный повторитель склонен к паразитной генерации вблизи максимальной частоты пропускания выходных транзисторов. Для подавления такой генерации можно включить параллельно нагрузке последовательную RC-цепь (например, 1 Ом, 0,22 мкФ). При этом, конечно, снизится

коэффициент полезного действия на высоких частотах. Другой способ подавления генерации состоит во включении в базовые цепи предоконечных транзисторов по-следовательньк резисторов и конденсаторов, параллельных переходам коллектор-база. Выберем, как показано на рис. 15.17, it, = Rg = 100 Ом. Падение напряжения на этих резисторах составляет 0,2 В. При этом уменьшение максимальной выходной мощности будет незначительным.

15.6. СХЕМЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Описанные усилители мощности отличаются наличием переходных искажений при малых сигналах. Эти искажения могут быть существенно уменьшены с помощью отрицательной обратной связи. Для этого используют предварительный усилительный каскад и охватывают обратной связью оба каскада. Коэффициент усиления по напряжению оконечного каскада меньше единицы. Поэтому во многих случаях выходного напряжения предварительного усилителя оказывается недостаточно для полной раскачки оконечного каскада. В этом случае следует так модифицировать схему раскачки, чтобы она обеспечивала необходимое напряжение для усилителя мощности. Схема, удовлетворяющая необходимым требованиям, показана на рис. 15.18. Выход предварительного диф-

1 h

R4 -

Рис. 15.18. Простая схема раскачки оконечного усилителя, использованная в интегральном усилителе TDA 2002 (SGS).



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 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 [ 80 ] 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.