1.1 Расчёт минимального коэффициента усиления усилителя

Связь между коэффициентом гармоник усиления усилителя , охваченного ООС, и коэффициентом гармоник усилителя , не охваченного обратной связью, определяется как [6, стр. 97]

, (2.1)

где – коэффициент передачи цепи обратной связи.

=13%;

=10%;

;

2. Выбор оконечного каскада

Выберем в качестве оконечного каскада двухтактный, бестрансформаторный, каскад на биполярных транзисторах, включенных по схеме с общим коллектором. Это позволит нам осуществить непосредственную связь с нагрузкой, а значит, обойтись без громоздких трансформаторов и разделительных конденсаторов. А т.к. последние являются частотно-зависимыми элементами, то их отсутствие существенно расширит полосу пропускания усилителя. Отсутствие частотно-зависимых элементов позволяет вводить глубокие обратные связи по постоянному току, что улучшает характеристики усилителя.

Выберем схему построения оконечного каскада.

Для повышения КПД транзисторы оконечного каскада используют в режиме класса В. Тогда оконечный каскад будет состоять из двух симметричных плеч, каждое из которых будет работать параллельно и в противофазе друг другу на общую нагрузку (Рисунок 3).

Однако при этом существенно увеличиваются нелинейные искажения. Поэтому выходные каскады обычно используют в режиме АВ (при этом в принципиальную схему добавляется цепь смещения), обеспечивая высокий КПД и малые нелинейные искажения. Такие схемы выполняют на комплиментарных транзисторах.

В данной курсовой работе применим следующий выходной каскад:

Рисунок 4. Оконечный каскад, включенный по схеме ОК и работающий в классе AB.

Оконечный каскад построен на комплементарных транзисторах VT9, VT10 включенных по схеме ОК. Начальное напряжение смещения выходных транзисторов задаётся с помощью транзистора VT8, а базовый ток источником тока на транзисторе VT7. Резисторы R12, R13 применены для реализации стабилизации тока покоя. Данное решение позволяет уменьшить нелинейные искажения и стабилизировать ток покоя.

2.1 Выбор пары транзисторов vt9, vt10

VT9 и VT10 должны быть идентичны. При положительных входных сигналах транзистор VT9 работает в активном режиме и усиливает входной сигнал, а транзистор VT10 заперт. При отрицательных входных напряжениях - наоборот. Таким образом, транзисторы работают в активном режиме попеременно, каждый в течение одного полупериода входного напряжения. При оба транзистора заперты.

а) рассчитаем амплитуду напряжения в нагрузке:

= ,

Т.к. будет использована мостовая схема, то =

б) выберем напряжение питания:

E_п = U_АН + U_ОСТ+U_R12= 77+ 6+ 2,6≈ 86 В , следовательно E_п = ±86 В;

в) рассчитываем мощность, рассеиваемую на одном транзисторе:

= 2,5 Вт

г) ток нагрузки:

д) исходя, из рассчитанных данных выбираем пару транзисторов:

Выберем комплементарную пару КТ851А и КТ850А.

КТ851А - это кремневые планарные p-n-p усилительные транзисторы. Предназначены для применения в усилителях мощности, переключающих устройствах. Корпус пластмассовый с жесткими выводами, масса не более 2,5 г.

КТ850А - это кремневые планарные n-p-n усилительные транзисторы, предназначены для применения в усилителях мощности, переключающих устройствах. Корпус пластмассовый с жесткими выводами, масса не более 2,5 г.

Анализ энергетических характеристик усилителя проводят для одного плеча, считая, что параметры второго плеча идентичны.

По зависимости статического коэффициента передачи тока от тока коллектора находим β=70 [7].

По входным ВАХ [7] находим напряжение на переходе U_бэ=0,72 В.

Возьмём с запасом

Найдём напряжение на резисторе R₁₂ =10 Ом и его мощность:

Рассчитаем амплитуду входного напряжения:

U_вх= U_АН + U_бэ+U_R12= 77+0,72+ 2,6≈80,3 В.

Определим входное и выходное сопротивление каскада:

где