Транзисторов серии kt816/kt817

По нагрузочной характеристике определяем:

Ikm = 1,6 A

Uост = 6 В

Uok = 12,8 В

Ukm = Uok – Uост = 6,8 В

Iбm = 8,1 мА

Iоб = 0,9 мА

Проверим полезную мощность на нагрузке при полученных параметрах нагрузочной характеристики:

Pрасч = 0,5* Ikm* Ukm = 5,44 Вт

Следовательно, данный каскад в состоянии обеспечить заданную мощность на нагрузке.

Рис 6. Входная характеристика транзисторов серии КТ816/КТ817.

По входной характеристике определим рабочую область:

Uобэ = 0,61 В

Uбэmax = 0,86 В

Uбэm = Uбэmax – Uобэ = 0,25 В

Эквивалентное сопротивление ООС определяется сопротивлением коллектор-база транзистора в рабочей области.

Ом

Глубина ООС:

Рассчитываем сопротивления делителя каскада:

Ток делителя определяется из условия стабильности тока базы,

I_д = (3 - 5)I_0Б = 0,045 А

Откуда:

Принимаем значение из стандартного ряда Е24 (в меньшую сторону):

R1 = R2 = 150 Ом

Ток, протекающий через диоды, должен обеспечивать падение напряжения на них 2,8 В. Этому условию удовлетворяют кремниевые диоды КД512А. Их вольт-амперная характеристика представлена на рис 7.

Рис 7. Вольт-амперная характеристика диода КД512А

По входной характеристике определяем входное сопротивление транзистора.

Рассчитаем входное сопротивление с учетом ООС.

Где R_дел — эквивалентное сопротивление делителя на входе каскада:

Коэффициент усиления по напряжению каскада (с учетом ООС) можно определить как:

Откуда, требуемое амплитудное значение напряжение на входе каскада:

Тогда, значение амплитуды тока на входе в каскад:

Определим коэффициенты усиления каскада по току и мощности и значение мощности сигнала, требуемое на входе каскада.

Значения разделительных конденсаторов:

Принимаем значения из стандартного ряда:

С_Р5 = 24 мкФ

Искажения на верхней частоте, вносимые транзистором:

Суммарные частотные искажения на верхней частоте:

Мв.вых = М_в._тр*М_в._Ср2 = 1,006

Или в дБ:

М_в._вых = 201g(l,006) = 0,052 дБ

4. Расчет нелинейных искажений выходного каскада усилителя.

Для расчета нелинейных искажений каскада требуется построить сквозную характеристику плеча, используя входные и выходные характеристики транзистора. При этом для каждой точки нагрузочной характеристики рассчитаем Е_ист и, снимая значения тока коллектора для каждой точки выходной характеристики, а так же напряжения эмиттер-база и тока базы с входной характеристики, строим зависимость:

I_kj ⁼ f (E_{ист j})

Где:

По полученным данным строится сквозная характеристика.

Іб, мА	Ік, мА	Uбэ, В	Іб· Rс, В	Ес= Іб· Rс+ Uбэ, В
1	200	0,7	0,1	0,8
3	300	0,75	0,3	1,05
5	600	0,8	0,5	1,3
7	700	0,85	0,7	1,55
10	800	0,9	1,0	1,9

Рис 8. Сквозная характеристика транзисторов КТ816/КТ817.

По сквозной характеристике графическим способом определим:

I’0 =0,2A

I’1=0,6A

I’max=0,8A

Рассчитаем значения тока результирующей сквозной характеристики с учетом асимметрии плеч:

Где b — коэффициент асимметрии (0,1 - 0,25). Далее рассчитаем амплитуды гармоник тока:

Коэффициент гармоник каскада:

С учетом ООС, получим:

Заметим, что за счет нелинейности транзисторов в данном каскаде преобладают нечетные гармоники, что в некоторых случаях является положительным моментом. Например, такой тип искажений используется при изготовлении некоторых видов

предварительных усилителей для музыкальных инструментов (преамп электрогитары, электроорган Хаммонда). Этот тип гармоник дает естественную полноту звучания, делает звук более «мягким». Однако, по условию, необходимо, чтобы коэффициент гармоник не превышал 0,4%, следовательно, необходимо ввести дополнительную внешнюю ООС глубиной:

Для обеспечения запаса, принимаем F_BHШ = 30.

Учитывая, что наличие внешней ООС уменьшит коэффициент усиления всего устройства в 30 раз, при этом увеличит его входное сопротивление во столько же раз. Из этого следует, что от усилителя требуется получить коэффициент усиления в 30 раз больше заданного (без учета ООС).