Расчет бестрансформаторного двухтактного оконечного каскада на составных транзисторах

Северо-Западный   заочный   государственный   технический   университет 

     Кафедра радиотехники 
 
 
 
 

     КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 
 
 

По  дисциплине: «Схемотехника аналоговых электронных устройств» 
 

ТЕМА: 
 

"Расчет бестрансформаторного двухтактного оконечного каскада на составных транзисторах" 
 
 
 
 

     Санкт-Петербург

     2011 г.

      В связи с тем, что оконечный каскад работает в режиме большого сигнала, для его расчета применяется графо-аналитический метод с использованием выходных и входных характеристик транзисторов КТ817 и КТ 502, КТ503. 

    VT2 (VT4): (КТ817)-мощные транзисторы верхнего и нижнего плеча одного типа проводимости;

    VT1-VT3: (КТ502, КТ503)-маломощные транзисторы разного типа проводимости, то есть комплементарные пары;

- выходная мощность оконечного каскада = 6,0 Вт;

- сопротивление нагрузки, на котором выделяется  заданная мощность  = 10,0 Ом;

-нижняя граничная частота усиления  = 80 Гц. 

     В процессе расчета необходимо:

1. Выбрать исходный режим работы транзисторов по выходной цепи, то есть определить параметры , , , η ;
2. Определить режим работы транзисторов на входной цепи, рассчитав

параметры, , , ;

3. Рассчитать коэффициенты усиления по напряжению и мощности, а также КПД оконечного каскада;
4. Рассчитать емкость и сопротивление в цепи положительной обратной связи;
5. Определить необходимое количество диодов в цепи смещения базы транзисторов VT1-VT3.

     Расчет каскада ведется на одно плечо, а результаты получаются для каскада в целом в силу того, что транзисторы оконечного каскада работают в режиме АВ, близком к режиму В, то есть поочередно в то время, как в нагрузке ток протекает в течение всего периода.

Расчет  энергетических показателей  оконечного каскада:

1. Определение амплитуды коллекторного напряжения

2. Определение напряжения коллекторного питания

3. Напряжение источника питания

            4.   Расчет максимального импульса коллекторного тока

            5. Определение исходного коллекторного тока

     Требуемая амплитуда входного напряжения на входе составного транзистора VT1-VT2 () рассчитывается с учетом выражения:

===++

    Амплитуда напряжения на входе мощного транзистора VT2 находится по входной характеристике для VT2. Амплитуда напряжения на входе маломощного транзистора VT1- определяется в результате необходимых построений с использованием выходной и входной характеристик VT1. При этом следует иметь в виду характеристики мощного транзистора VT2 и помнить, что ток эмиттера транзистора VT1

 , а напряжение между коллектором и эмиттером VT1

=-.Таким образом,  по точкам на семействе выходных статических характеристик маломощного транзистора VT1 строится его выходная динамическая характеристика.

 

Типовые выходные характеристики транзистора КТ817: 
 
 

 
 
 
 
 
 

                               

                  

    

 

 

Типовые входные  характеристики транзистора КТ817: 
 

 
 
 

               

 

Типовые выходные характеристики транзистора КТ502: 
 
 

 
 
 
 

     

 

Типовые входные  характеристики транзистора КТ502: 
 
 
 

 
 
 

       
 
 
 
 
 
 
 

6. Определение амплитуды напряжения составного транзистора VT1-VT2

7. Расчет коэффициента передачи по напряжению

8. Определение входного сопротивления составного транзистора VT1-VT2

 

9. Входная мощность, необходимая для возбуждения оконечного каскада на составных транзисторах, определяется как:

10. Расчет коэффициента усиления по мощности

 

11. Расчет потребляемой мощности и КПД оконечного каскада

 

  12. Сопротивление  резисторов в цепях базы мощных транзисторов:

 

           

   13. Сопротивление положительной обратной связи: 

=10 ·10,0 = 50 (Ом) 

 

14. Определяем емкость конденсатора в цепи положительной обратной связи 

,

, 

15. Количество диодов в цепи смещения базы оконечных транзисторов:

 

, где =++, причем = , =0,5…0,6 (В)-прямое напряжение на одном диоде. 

; где 

16. Сопротивление резистора шунта: 

,  

где - ток покоя транзистора предоконечного каскада  
 
 

так как  мА, то следует задаваться мА 

(Ом) 

17. Емкость накопительного конденсатора определяется на основании допустимых изменений питающего напряжения. 
 
 

 где  = 0,1…0,2, Δ=(0,1…0,2)· =0,1 ·13,69 = 1,369(В) 

1585 (мкФ)  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Принципиальная  схема оконечного и предоконечного каскада усилителя: