книги / Стабилизация параметров транзисторных усилителей

значение входного сопротивления каскада при максимальной рабочей температуре. Это может быть выполнено по формулам гл. 9. Подроб­

15.Угол наклона характеристики тсрмокомпенсациоиной цепи

первого каскада из формулы (5-77) составит:

Термокомпенсационная цепь с такой характеристикой не может быть реализована при непосредственном применении в качестве тер­ морезистора маломощных термисторов или германневьих диодов, для которых tg фт^0,02.

При последующем проектировании можно избрать такие направ­ ления:

применить сложную схему термостабилизации рабочей точки пер­ вого каскада типа изображенной на рис. 5-5;

допустить большую нестабильность рабочей точки второго кас­ када' (з„с> 1);

исходить из того, что будет производиться разбраковка приме­ няемых транзисторов по величине обратного тока коллектора /цо.

При применении в схеме, изображённой на рис. 5-5, диодов ти­ па Д7Б, имеющих tg<pT=0,0195, необходимое число звеньев согласно формуле (5-16) составит:

0,0628______

71 — 0,0195 3’22’

Это указывает на необходимость применения по меньшей мере трехзвенной схемы стабилизации рабочей точки первого каскада, что в рассматриваемом случае нёцелесообразно.

Допустим теперь, что степень стабильности рабочей точки второ­ го каскада может быть существенно ослаблена, и примем sKC=5.

Вданном варианте, как это следует из расчетов по формуле (5-59), результаты которых приведены в табл. 8-2 и на рис. 8-1 (кри­ вая 2), tgqbjd=0,00435.

Вэтом случае расчет по формулам (5-68) — (5-72) дает:

=30 мка оказался неэффективным.

Разбраковка транзисторов по обратному току коллектора открыг вает более благоприятные перспективы.

Если задаться условием tg{pi5stg<pT, то из соотношений (5-80) можно рассчитать величину обратного тока коллектора, по которой следует производить отбор транзисторов, для первого ка.скада. проек­ тируемого усилителя,.

ходимости применения транзисторов с недопустимо большими вели­ чинами обратного тока коллектора. Однако даже при данном условии требуемая компенсационная характеристика первого каскада может быть получена лишь при применении сложной схемы корректирую­ щей цепи.

Уточним значение tg ф1 при £>/ = 1,67. Из формулы (5-77) в этом

В заключение заметим, что знак минус в полученных выше зна­ чениях tg ср4 указывает на направление изменения сопротивления терморезистора с ростом температуры, что уже учтено в формуле

пёнсации в первом каскаде, выражающееся в том, что коллекторный ток примененного в нем транзистора с ростом температуры умень­ шается. Это приводит к недопустимому возрастанию тока коллектора транзистора второго каскада: так, уже при температуре +40 °С 1кг> >10 ма. Приемлемая крутизна компенсационной характеристики тер­ мозависимой цепи первого каскада обеспечивается при подключении последовательно диоду Д7Б резистора 1?д « 2 ком (рис. 8-2).

При смене транзисторов в рассматриваемом усилителе наблюда­ ется резкое нарушение рабочего режима второго каскада, коллектор­ ный ток транзистора которого может изменяться в 2 раза и более.

MOfA Гр

Рис. 8-3. Низкочастотный усилитель с выход­ ной мощностью 100 мет.

Таким образом, при применении в первом и втором каскадах усилителя, схема которого изображена на рис. 8-2, однотипных или примерно одинаковых по мощности транзисторов возникают суще­ ственные трудности по его реализации, что подтверждает опасения, высказанные в § 5-1.. .

В то же время при применении в первом и втором каскадах уси­ лителей рассматриваемого типа транзисторов, значительно различаю­ щихся по мощности, отмеченные недостатки сказываются слабее.

Это видно на примере усилителя мощностью 100 мет, стабили­ зация параметров которого обеспечивается путем комбинированного применения ООС и терморезисторов (рис. 8-3).

Усилитель имеет два однотактных каскада, выполненных соот­ ветственно на транзисторах МП13Б и П201А, включенных по схеме с общим эмиттером. Стабилизация рабочей точки первого каскада обеспечивается с помощью цепи, состоящей из диода Д7А и после­ довательно подключенного к нему резистора /?д. Стабилизация рабо­ чего режима второго каскада осуществляется с помощью потенцио­ метра, состоящегоиз резистора R'3 и сопротивления эмиттер — кол­ лектор транзистора первого каскада. В цепь эмиттера транзистора второго каскада включен резистор R'o.c

Для согласования с низкоомной нагрузкой (например, со звуко­ вой катушкой громкоговорителя, имеющей сопротивление |Z n |»

«6 ом) на выходе усилителя включен трансформатор.

Втабл. 8-4 приведены параметры элементов каскадов, получен­ ные путем расчета по описанной методике, и их уточненные значения после отладки.

Теперь возвратимся к двухкаскадному усилителю с непосредст­ венной гальванической связью, в котором применены однотипные

Рис. 8-4. Двухкаскадный усилитель с термокомпенсациен и развязывающим резистором в цепи базы транзи­ стора выходного каскада.

стоте 600 гц и /ыакс = +50°С.

Частотная характеристика в полосе эффективно передаваемых частот должна иметь подъем на 12 дб.

Схема усилителя приведена на рис. 8-4. Он выполнен на трак-, зисторах МП13Б. Согласно расчетам, аналогичным выполненным ра­ нее, Л,i= 5 ма; /к2=8 ма; UKi= 3 в и k'm = 5 2 дб.

Рассчитаем параметры элементов, обеспечивающих установление требуемого рабочего режима и температурную стабилизацию рабочей точки.

1.Определим приращение тока в’ цепи коллектора транзистора

3. Согласно формуле (5-80) получим:

X i = l — (1+0,43) • Ю<20“ 5°) « .он«о,4.

Тогда из формулы (5-79) сопротивление развязывающего рези­ стора в цепи базы транзистора второго каскада

п6 — 311 f5 .10-» ( 1 — 0,98) — 10.10-»]

Емкость корректирующего контура С =0,5 мкф (подобрана экспе­ риментально) .

Результаты расчетов и уточненные значения параметров элемен­ тов, обеспечивающих установление требуемого рабочего режима и его стабилизацию, приведены в табл. 8-6, а результаты проверки усилителя в камерах тепла и холода — в табл. 8-7.

Сравнительно хорошая стабильность рабочего режима и параме­ тров усилителей рассматриваемого типа обеспечивается при смене транзисторов. Согласно экспериментальным данным при изменении тока в цепи коллектора транзистора первого каскада на 12— 15% изменения коллекторного тока второго каскада не превышают 20%.

Мощные усилители с паралельнон ООС и термокомпенсацией. Усилители выполнены по схеме, изображенной на рис. 5-11.

Как и в предыдущем примере, опускаем расчет рабочего режи­ ма, не вызывающий каких-либо затруднений. Результаты такого рас­ чета приведены в табл. .8-8.

Рассчитаем параметры элементов цепей смещения и стабилиза­ ции усилителя мощностью 1 вт:

1.На основе (5-78) сопротивление последовательной ООС вто­

рого каскада при /ко2=0,4 ма, «2=0,97 и Uсг«0,25 о (Л. 91]

2. Определим требуемый угол наклона компенсационной харак­ теристики сопротивления эмиттер — коллектор транзистора первого каскада, при котором коэффициент режимной нестабильности второ­

го каскада зкс=1. При ^2o=Poiu~ jg 7.10~3 = 60 ом 11

Результаты расчета по формуле (5-47) приведены в табл. 8-9 и па рис. 8-5,