Коэффициент полезного действия каскада

h = Р/Р₀=11/30=37%.

9. Расчет сопротивлений делителя R₁¸R₄, задающих исходное состояние транзисторов

I_дел=(0,5¸2)I_бm=0,16 А

10. Входное сопротивление каскада с учетом делителя подачи смещения при включении с общим коллектором

R_вх~ » R₂+bR_H =4,7+15×10=154,7 Ом;.

11. Определение уровня нелинейных искажений

Для оценки уровня нелинейных искажений используют сквозную динамическую характеристику каскада, которая строится с помощью семейства статических выходных и динамической входной ВАХ транзистора.

На графике семейства статических выходных ВАХ устанавливаем зависимость входного тока (тока базы) от выходного (тока коллектора) в точках пересечения семейства статических выходных ВАХ с нагрузочной прямой переменного тока. Затем с помощью динамической входной ВАХ определяем значения входных напряжений по найденным значениям тока базы и вычисляем значения ЭДС генератора, который имеет внутреннее сопротивление R_г=R_вхок (задаемся выходным сопротивлением предыдущего каскада).

R_г=R_вхок=154,7 Ом;

Вычислим значения Е_г:

Е_г=U_бэ+I_бR_г.

Е_г1=0,73+0,01×154,7 =2,28 В;

Е_г2=0,77+0,02×154,7 =3,86 В;

Е_г3=0,8+0,03×154,7 =5,44 В;

Е_г4=0,83+0,04×154,7 =7,02 В;

Е_г5=0,86+0,05×154,7 =8,6 В;

Выпишем значения выходного тока i_к для взятых точек пересечения и построим зависимость i_к=f(e_г), представляющую собой сквозную динамическую характеристику каскада.

По сквозной характеристике найдем номинальные токи I’_km, I’₁, I’_кmin, соответствующие напряжениям Е_гmax, 0,5(Е_гmax +Е_гmin), Е_гmin.

I^’_km=8,6 A;

I^’₁=5,5 A;

I^’_kmin=2,4 A;

Для расчета коэффициента гармоник двухтактного каскада в режиме АВ с учетом асимметрии плеч находим I_km, I₁, I_оk, I₂ I_kmin по формулам

I_km = (1+b) I’_km; I_ok = 2bI’_кmin;

I₂ = - (1-b) I’₁; I_kmin = - (1-b) I’_km;

I₁ = (1+b) I’₁;

где b – коэффициент асимметрии транзисторов b=0,1¸0,15.

I_km = (1+0,125)×8,6=9,7 А;

I₁ = =(1+0,125)×5,5=6,18 А;

I_ok=2×0,125×2,4=0,6 А;

I₂ = -(1-0,125)×5,5=-4,81 А;

I_kmin = - (1-0,125)×8,6=-7,5 А;

Далее определим амплитуду гармоник тока коллектора

I_k1 = ¹/₃(I_km – I_kmin + I₁ – I₂)=1/3(9,7+7,5+6,18+4,81)=9,39 А;

I_k2 = ¹/₄ (I_km – 2I_ok + I_kmin)=1/4(9,7-2×0,6-7,5)=0,25 А;

I_k3 = ¹/₆[I_km – I_kmin –2(I₁ – I₂)]=1/6(9,7+7,5-2×(6,18+4,81))=-0,79 А;

I_k4 = ¹/₁₂[I_km + I_kmin – 4(I₁ + I₂) +6I_ok ]=1/12(9,7-7,5-4×(6,18-4,81)+6×0,6)=0,026 А;

I_ср = ¹/₆[I_кm + I_кmin +2(I₁ + I₂)]=1/6(9,7-7,5+2×(6,18-4,81))=0,82 А.

Правильность вычисления найденных токов можно проверить по выражению:

I_k1 + I_k2 + I_k3 + I_k4 + I_ср = I_km

9,39+0,25-0,79+0,026+0,82»9,69

Зная эти амплитуды, можно подсчитать коэффициент гармоник, который получился бы при включении транзисторов с общим эмиттером:

при включении с общим коллектором отрицательная обратная связь снизит коэффициент гармоник до величины

Полученный коэффициент гармоник меньше заданного (1<1,5).

12. Определим значение ёмкости разделительного конденсатора

При расчете параметров элементов схемы значения линейных искажений М_Н берутся как безразмерные величины (М_Ндб = 20 lg М_Н). Полученные значения параметров элементов схемы (R, C) округлим до номинальных ряда Е12.

13. Определим площадь дополнительного теплоотвода (радиатора), охлаждающего транзистор

где F’ – коэффициент теплоотдачи (F’ = (1,2¸1,4)×10^{-3 вт}/см²×град);

tперmax– максимальная температура коллекторного перехода ((G_e) = 90¸100^oC, S_i = 150¸200^oC);

tсрmax– максимально возможная температура окружающей среды;

R_tП.К. – величина теплового сопротивления транзистора (переход-корпус).

R_tП.К. » 1,5 град/вт при Р_кдоп £ 12вт

P_k – мощность, выделяемая в транзисторе (P_kВ » 0,5 р; Р_kАВ » 0,7р)

Список используемой литературы:

1) Методические указания к индивидуальным занятиям и курсовой работе по курсу "Электроника" для студентов специальностей 220100, 210200, 120100. // Составители: А.Л. Семенилкина, Н.П. Бакуров, А.Р. Хабаров.2002.

2) Транзисторы средней и большой мощности. Справочник // Под ред. А.В. Голомедова. М.: КУБКа, 1997.

3) Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. (Практикум на Electronics Workbench). Издательство "Додека", Москва, 1999.