Комплексная практическая работа 3

Электрический расчет принципиальной схемы двухтактного бестрансформатного усилителя мощности.

Рис. Двухтактный бестрансформаторный усилитель мощности

Исходные данные:

Мощность в нагрузке Р=9 Вт

Сопротивление нагрузке R_Н=16 Ом

Источник сигнала Е_r= 650 мВ Rr=13 Ом

Расчет

Определим с небольшим запасом мощность, которую должны выделять транзисторы обоих плеч каскада:

P ≥ P_н

P ≥ 1,1*16=17,6Вт

Найти требуемое максимальное значение коллекторного тока.

I_кт = (3.1)

I_кт = = 1,48 A

Минимальное напряжение в цепи коллектор — эмиттер определим по выходным характеристикам транзисторов. Остаточное напряжение U_остдолжно отсекать нелинейную часть характеристик. Примем U_ост= 1 В
Определить требуемую амплитуду напряжения на нагрузке U_выхпо формуле

U_кт = (3.2)

U_кт = = 23,8 В

Найти необходимое напряжение источника питания

Е_к ≥ U_ост+U_кт,Е_к ≥ 23,8+1=24,8В Возьмем с запасом Е_к=25В

Выбираем мощные транзисторы T₁и Т₃по значению отдаваемой мощности Р и максимальному напряжению на коллекторе.

Подходящими транзисторами с противоположным типом проводимости (так называемой комалетарной парой) являются транзисторы типа КТ814А и КТ815А. Примем, что среднее значение коэффициентов усиления по току β=25. Тогда I_бт = I_кт / β, I_бт = 1,48 / 25= 0,06А = 60мА

Рассчитать цепь базового делителя R1-R4. Потенциал базы транзистора Т₂ в состоянии покоя выберем, исходя из необходимого начального тока через транзисторы Т₂ и Т₃ и вида выходных характеристик. Пусть I_к.нач=10мА, тогда I_б.нач=0,4мА. Из входных характеристик находим

U_бэ.нач=0,45В. Примем ток делителя I_лравным 0,8 мА, тогда

R₁ = R₄ = (3.3)

R₁ = R₄ = = 10,5кОм

R₂ = R₃ = (3.4)

R₂ = R₃ = = 0,56 кОм

Рассчитать каскад предварительного усиления на транзисторе Т₁ определяется выражением

(3.5)

где при условии достаточно высокоомных резисторов R₁ и R₄, = 25 - коэффициент передачи тока базы транзисторов T₂ и T₃. С другой стороны, каскад на транзисторе T₁ должен обеспечить следующее усиление: , 23,8/0,6 = 39,6. Такое усиление можно получить, задавшись током покоя транзистора T₁, равным 5 мА. Выбрав R_к1 = 2 кОм, обеспечим режимное значение U_кэ1 = 5 В. Из формулы для K_U₁ при r_э1=5 Ом и = 50 находим сопротивление эмиттерного резистора R_э1, регулирующего усиление каскада на T₁. Сопротивление R_э1 = 47 Ом обеспечивает необходимый коэффициент усиления каскада предварительного усиления на T₁.