циент гармоник, как и в режиме А, дает включение с общим кол-тектором при условии невысокого выходного сопротивления предыдущего каскада.

Амплитуду в.ходного тока сигнала находят для транзистора с наименьшим статическим коэффициентом усиления тока:

/вх макс = /б макс = /вх макс ~ /э макс - /вх макс = It макс

/к

/к м

мин а КС

э мак(

(3.32)

- первая из формул относится к включению с общим эмиттером, вторая - к включению с общей базой, третья - к включению с общим коллектором.

Сопротивление R2 делителя, задающего смещение на вход каскада (рис. 3.6, 3.7), рассчитывают, задавшись постоянной составляющей тока /дел в этом сопротивлении при отсутствии сигнала порядка (0,5-=-2) /б макс, где U макс - максимальное значение тока базы за пq)иoд при максимальном расчетном сигнале

= . (3.33)

дел

Сопротивление Rx делителя находят, исходя из падения напряжения на нем и постоянной составляющей тока, протекающего через это сопротивление при отсутствии сигнала.

= ; ~4-2/Г° (з-)

/дел + бО

Необходимая входная мощность сигнала с учетом делителя смещения для такого каскада определится выражением

/вх~ = 0,5/вх макс ( fBxMaKC /б макс R) (3.35)

И входное сопротивление каскада с учетом влияния делителя

1 = вхмакс /бмакс/?2 (335)

/ вх макс

Радиатор, охлаждающий транзистор при включении с общей базой, рассчитывают, исходя из максимальной мощности Р, выделяющейся в транзисторе:

Р = + Рз = 0,203/макс f7o-0,1015 Г\,акс /?~ п+

(3.37)

где t/вх макс представляет собой найденное по входной статической характеристике входное напряжение, соответствующее /вхмакс = = 0,637 /вхмакс . При включении с общим эмиттером и общим кол-дектором Р~Рк-

Коэффициент трансформации выходного трансформатора

р-, активное оапротивление половинки первичной обмотки

г^, активное сопротивление вторичной обмотки гг, необходимую индуктивность половинки первичной обмотки Ljj находят из выражений:

г,п = 0,58/?п (I - tjt)

1 - 71т,

Г2 = 0,42/? -

0,159(/?..п

1 п

/и Y м\т ~ 1

(3.38)

индуктивность всей первичной обмотки L] составит 4Lin. Формула для расчета частотной характеристики каскада в области ииж-них частот имеет вид

V

(3.39)

Допустимую индуктивность рассеяния здесь также рассчитывать не нужно, так как ее действительное значение будет много меньше допустимого и частотные искажения на верхних частотах у выходного трансформатора практически отсутствуют.

Требуемое напряжение источника питания Ек для каскада мощного усиления, работающего в режиме В, определяется выражением

Ек = 7о + /0/-1П to,

(3.40)

так как произведение /oVj обычно много меньше, чем Lo. Источник питания каскада, работающего в режиме В (выпрямитель, сухая батарея, аккумулятор) должен иметь низкое выходное сопротивление; изменение напрял<ения источника питания при изменении входного сигнала от нуля до максимального расчетного значения не должно превышать 10-+15%.

Пример 3,4. Рассчитаем каскад мощного усиления в режиме В с транзисторами, включенными с общей базой, имеющий- Рвых =20 ег,/? =180 ом, f =50 гц, /в=1в000 гц, М„<1,19, Кг<6%, Гокрмакс =+40°С Источник питания каска-

да - выпрямитель с выходным напряжением 20 в и малым внутренним сопротивлением.

Взяв кпд выходного трансформатора 0,85 для мощности 20 вт, получим

р

р вых

20 0,85

= 23,5 вт.

Применим в каскаде транзисторы типа П4А, имеющие: максимальную мощность рассеивания с дополнительным внешним радиатором Ркмакс =20 вт, /кдоп =5 а, t/кб доп =60 в при / п 50°С; максимальное значение обратного

тока коллектора /кнс =0,5 ма при 20°С, Рмнн =

= 5 aj, =.

=0,833

7 пдоп=90°С,/?тт=2Т/вт.

Принципиальная схема рассчитываемого каскада приведена иа рис. 3.25. Задавшись максимальной температурой перехода в рабочих условиях /пмакс найдем допустимое напряжение питания выходной цепи

або<0,4/кбдоп 1-0,08

70-50

ч

= 0,4 . 60(1-0,08 . 2) =20,16 в,

Рис. 3.25. Принципиальная схема каскада, к примеру 3.4

так как допустимое напряжение для транзисторов П4 должно снижаться на 8% на каждые 10°С повышения температуры перехода сверх 50°С. Таким образом, заданное напряжение выпрямителя, равное 20 е, является допустимым.

Найдем сопротивление нагрузки для одного плеча выходной цепи, пренебрегая падением напряжения от тока покоя на первичной обмотке трансформатора

к~П

так как t/ост =0 для включения с общей базой. Максимальная амплитуда тока сигнала в цепи коллектора

.* к макс -

кбО

/?к~П

20 8,5

= 2,35 а,

что для П4А допустимо. На семействе выходных статических характеристик П4А, включенного с общей базой, строим нагрузочную прямую одного плеча двухтакт-

ной схемы для Rk-П =8,5 ом, f/кбо =20 в (рис. 3.26). Отдаваемая каскадом мощность равна

= 0,5Лк ,ке /?к~п =0,5 2,352 8,5 = 23,52 вт,

Рис. 3.26. Выходные характеристики транзистора П4А, включенного с общей базой, к примеру 3.4

что достаточно. Возьмем ток пок.Я цепи коллектора

У'ко = 0,05/кмакс = 0,05 2,35;=:0,12а ./зо

для этого значения /эО на входной статической характеристике, находим U эбо= =0,17 в. Перенеся верхнюк> точку (точку 6) нагрузочной прямой на входную характеристику, найдем амплитуду напряжения входного сигнала иа транзисторе иэб макс =0,44 в (рис. 327).

Предположим, по расчет инверсного каскада дал значения /?вых оэ1 =300 ол.

г, = 10 ом, Пп = ного каскада составит

= 0,08, тогда сопротивление источника сигнала для оконеч-

/? ст ~ (/?выхоэ, ={300+10)0,0822 OJi.

Для этого значения Лист рассчитываем данные для ряда точек сквозной характеристики (табл. 3.3) и строим эту характеристику (рис. 3.28), откуда находим дяя половины амплитуды эдс /i = l,15 а.

эманс

Рис. 3 27. В.ходная характеристика транзистора П4.\, включенного с общей базой, к примеру 3 4

Рис. 3.28. Сквозная динамическая характеристика, к примеру 3.4.

ТАБЛИЦА 3.3

Так как Лист невелико и такого же порядка, как и входное сопротивление транзистора, берем для включения с общей базой коэффициент асимметрии 1=0,12, тогда:

/ акс= (1 + Ь)/к макс = (1+0,12) 2,35=2,б28а,

/i=(l+6)/i=(l + 0,12) . 1,15=1,288 fl,

/о = 26/о' = 2 . 0,12 . 0,12 = 0,0288 а,

/2=-(1-6)/,=-(1-0,12) . 1,15=1,012 а.

/кми„ = -{1-6)/кмакс = -(1-0,12) . 2,35=-2,068 а.

При этих значениях /к макс , /ь /о, h, /к мин расчет гармонических составляющих выходного тока и коэффициента гармоник по формулам пяти ординат дает: /,т=2,332а, /2т = 0,123а, /з„ =0,016а, =-0,031 а и к;г=5,48%, что допустимо. Наибольшая амплитуда входного тока сигнала составит

- /э макс -

мин

2,35 0,833

= 2,82 а.

Задавшись /дел =/б макс , рассчитаем сопротивления делителя подачи смещения:

вхо

эбО

дел

/б макс к макс

вхо эбО

абО^мии 0.17 5

2,35

20-0,17

/дел+2/бо г л о 2,35 0,12

.6 макс г ~Ъ с Г W~

Рмин о о

= 0,361 ом,

= 38,3 ОМ.

2,35

Мощность, потребляемая делителем, будет равна Рдел=/дел Ек = -g-20=

=9,4 вт, что сильно снизит кпд усилителя и заставит увеличить мощность источника питания. Поэтому, несмотря на то, что в схеме с общей базой величина fMHH не имеет существенного влияния на работу каскада, для уменьшения мощности, потребляемой делителем смещения, желательно иметь р мин возможно

7* 99

более высоким; например, если для рассчитываемого каскада взять транзистор П4Б, имеющий Рмин =15, сопротивление делителя возрастет в три раза, а следовательно, втрое уменьшится потребляемая им мощность.

Среднее значение тока, потребляемое рассчитываемым каскадом от выпрямителя, при максимальном сигнале и транзисторах П4А составит

/,р = 0,637 /к макс + /дел =0,637 . 2.35-f = 1,97 а.

Необходимая входная мощность сигнала с учетом делителя смещения

Рвх-. = 0,5/э макс (t/эб макс +/б макс R-i) -~- 0,5-2,82

0,44-f- О о

,36lJ =

= 0,86 вт

и входное сопротивление каскада с учетом влияния делителя и. +/ R 0,44 + - 0,361

эб макс i б макс <\2 =0216 ОМ

Iэ макс 2,82

Максимальная мощность, выделяемая на коллекторе транзистора, составит

Рк = 0,203/кмакс ЛбО-0,1015/Л мак? R.~n =

= 0,203 2,35 . 20-0,1015 2,35 . 8,5 = 4,775 вт.

Радиатор для каждого из транзисторов рассчитываем, исходя hj взятой ранее Тпмакс =+70°С:

Р = р^ р^. р^ . бмакс

, - , 0,5 . 0,637 2,82 0,34 . = 4,775 Н----- =4,93 вт,

где (/эб макс =0,34 я, наиденное по входной статической характеристике рис. 3.27 для / э макс --.0,637 / э макс =0,637 2,82= 1,8 а.

l200-f-1500 1350

-Ктг -гт:х- -2

макс / окр макс q 70 ~ 40

Р ~4Ж

Выходной трансформатор должен иметь электрические данные:

1 / Ru , / 180

г, ri - 0,58 /?к~11 (1~-Г|т) -0,58 8,5(1-0,85) -=0,738 ом. Г2 = 0,42/?,

/1 - 0,85 \

= 0,42 180 -тгтт- =13,35 ом, 0,8.-) /

/h/V-1 50У 1,19-1

Пример 3.5. Рассчитаем трансформаторный траизисториый каскад mohihdio усиления в режиме В для усиления радиовещательной иеред<1чи, имеющий сле-

дующие данные: Рвых =50 вт, i/вых =60 в, эфф, Кг <8%, Токр макс =+40 С. Источник питания каскада - выпрямитель с малым внутренним сопротивлением. При Т1т- =0,9 для мощности 50 вт отдаваемая каскадом мощность составит

= 55,5 вт.

Так как допустимый коэффициент гармоник достаточно велик, для увеличения коэффициента усиления мощности каскада используем включение транзисторов с общим эмиттером. Попробуем применить в каскаде два транзистора типа П210А, имеющие- Ркмакс =60 вт, /кдоп =12а, Окэдоп =60 в, при Рб<10ом в интервале температур коллекторного перехода от -60 до -f 85 С, Гамаке = = -f85C,/?TT =1°С/вг, Р„ = 15, /кнмакс =8 ма прн 20Т.

К

Рис. 3.29. Принципиальная схема двухтактного выходного каскада, к примеру 3.5

Прн трансформаторном инверсном каскаде н общем делителе подачи смещения схема каскада примет вид, изображенный на рис. 3.29. Допустимое напряжение питания выходной цепи составит

б^кэо ~ 0,35 б^кэ доп =0,35 60 = 21 е. Сопротивление нагрузки одного плеча выходной цепи

Q 5 (кэо - ост) о 3 . (21-0,75)2

55.5

= 3,68 ом.

f/ocT =0,75 в найдено по семейству выходных статических характеристик транзистора П210А для включения с общим эмиттером (рнс. 3.30) при ориентировочном значении максимального выходного тока:

55,5

= 5,3 а.

КЭО 0>5 21

Отложив на вертикальной оси семейства выходных статических характери-

кэО 21 п ОЛ\ .

стнк ток l=j-Г1~368 Р° нагрузочную прямую плеча (рис. 3.JU),

12 а. Отдаваемая

5,5 а, что не превышает /к доп = 0,5/\,,Rn =0,5 5,52 . 3,68 = 55,5 вт.

из чертежа находим 1к макс каскадом мощность составит

что достагочно. Максимальная мощность, выделяемая при этом на коллекторе транзистора, будет равна

Як = 0,203и -- 0,1015/л м.КС /?~п --= = 0,203 5,5 . 21-0,1015 5,5 3,68=13,2 вт, что допустимо.

Допустимое значение тока покоя каждого из транзисторов /ко должно лежать в пределах (0,05-г0,1) /к макс =(0,05-гО,1) 5,5 = 0,275-f-0,5,5 а. Возьмем ток покоя /ки =0,35 а, что соответствует статической характеристике для ма и на-

пряжению смещения по входной статической характеристике (рис 331) (/бэ0=0,29

Рис. 3 30. Выходные характеристики транзистора П210А, включенного с общим эмиттером, к примеру 3 5.

Перенеся на входную статическую характеристику точку 7, соответствующую /к макс , найдем амплитуду напряжения сигнала между базой н эмиттером

бэмакс =0,81-0,2 = 0,61 в.

При включении трапзистора инверсного каскада с общим эмиттеро.м /?ист . рассчитанное по ф-ле (3 5), будет иметь величину порядка 25 ом. Дли такого значения /?ист в табл. 3 4 приведены данные для точек /-7 нагрузочной прямой, по которой построена сквозная характеристика, изображенная на рис. 3.32

Рнс 3 31. Входная характеристика транзистора П2И)А, включенного с общим эмиттером, к примеру 3.5

1гЗ,8а

Ог~1~2-3-4. В 7 8

---Uu,y

9 и^ Ь

Рис. 3 32. Сквозная динамическая характеристика, к примеру 3.5