h = Р/Р0=11/30=37%.
9. Расчет сопротивлений делителя R1¸R4, задающих исходное состояние транзисторов
Iдел=(0,5¸2)Iбm=0,16 А
10. Входное сопротивление каскада с учетом делителя подачи смещения при включении с общим коллектором
Rвх~ » R2+bRH =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 Rг=Rвхок (задаемся выходным сопротивлением предыдущего каскада).
Rг=Rвхок=154,7 Ом;
Iб | Iк | UвхБЭ |
0,01 | 0,26 | 0,73 |
0,02 | 0,625 | 0,77 |
0,03 | 0,8 | |
0,04 | 1,25 | 0,83 |
0,05 | 1,625 | 0,86 |
Вычислим значения Ег:
Ег=Uбэ+IбRг.
Ег1=0,73+0,01×154,7 =2,28 В;
Ег2=0,77+0,02×154,7 =3,86 В;
Ег3=0,8+0,03×154,7 =5,44 В;
Ег4=0,83+0,04×154,7 =7,02 В;
Ег5=0,86+0,05×154,7 =8,6 В;
Выпишем значения выходного тока iк для взятых точек пересечения и построим зависимость iк=f(eг), представляющую собой сквозную динамическую характеристику каскада.
По сквозной характеристике найдем номинальные токи I’km, I’1, I’кmin, соответствующие напряжениям Егmax, 0,5(Егmax +Егmin), Егmin.
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 Ikm, I1, Iоk, I2 Ikmin по формулам
Ikm = (1+b) I’km; Iok = 2bI’кmin;
I2 = - (1-b) I’1; Ikmin = - (1-b) I’km;
I1 = (1+b) I’1;
где b – коэффициент асимметрии транзисторов b=0,1¸0,15.
Ikm = (1+0,125)×8,6=9,7 А;
I1 = =(1+0,125)×5,5=6,18 А;
Iok=2×0,125×2,4=0,6 А;
I2 = -(1-0,125)×5,5=-4,81 А;
Ikmin = - (1-0,125)×8,6=-7,5 А;
Далее определим амплитуду гармоник тока коллектора
Ik1 = 1/3(Ikm – Ikmin + I1 – I2)=1/3(9,7+7,5+6,18+4,81)=9,39 А;
Ik2 = 1/4 (Ikm – 2Iok + Ikmin)=1/4(9,7-2×0,6-7,5)=0,25 А;
Ik3 = 1/6[Ikm – Ikmin –2(I1 – I2)]=1/6(9,7+7,5-2×(6,18+4,81))=-0,79 А;
Ik4 = 1/12[Ikm + Ikmin – 4(I1 + I2) +6Iok ]=1/12(9,7-7,5-4×(6,18-4,81)+6×0,6)=0,026 А;
Iср = 1/6[Iкm + Iкmin +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:
Ik1 + Ik2 + Ik3 + Ik4 + Iср = Ikm
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 МН берутся как безразмерные величины (МНдб = 20 lg МН). 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 ((Ge) = 90¸100oC, Si = 150¸200oC);
tсрmax– максимально возможная температура окружающей среды;
RtП.К. – величина теплового сопротивления транзистора (переход-корпус).
RtП.К. » 1,5 град/вт при Ркдоп £ 12вт
Pk – мощность, выделяемая в транзисторе (PkВ » 0,5 р; РkАВ » 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.