Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Кафедра ТВ и ВТ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Выполнил |
|
студент гр. Р-95 |
Петров И.В. |
Проверил |
|
профессор |
Друзин Я.В. |
Санкт-Петербург
2011
Содержание
Условие:............................................................................................................................................... |
3 |
Выбор транзисторов выходного каскада:......................................................................................... |
3 |
Расчет генератора стабильно тока:.................................................................................................... |
4 |
Расчет дифференциального усилителя:............................................................................................ |
6 |
Расчет обратной связи:....................................................................................................................... |
7 |
Выбор радиатора:................................................................................................................................ |
7 |
Расчет коэффициента полезного действия:...................................................................................... |
7 |
Схема электрическая принципиальная............................................................................................. |
8 |
2
Условие:
P=50 Вт
Rн=10 Ом t ̊=70 ̊ C
2−x полярное питание
1. Выбор транзисторов выходного каскада:
Определим максимальное напряжение и максимальный ток, проходящий через них:
P= |
1 U m2 |
|
|
|
|
||
|
|
||||||
→ U m=√2 Rн P=√2 10 50=31,6В |
|||||||
|
|
|
2 Rн |
||||
I |
m |
=U m =3,16 А |
|||||
|
|
Rн |
|||||
Транзисторы для второй комплиментарной пары эмиттерного повторителя:
|
КТ 818 Б: |
|
КТ 819 Б: |
структура : p−n− p |
структура : n− p−n |
||
U кэ max=50 В |
U кэ max=50 В |
||
I к max=10 А |
I к max=10 А |
||
Pmax=60 Вт |
Pmax=60 Вт |
||
h21 min=20−225 |
h21 min=20−225 |
||
Транзисторы для первой комплиментарной пары эмиттерного повторителя:
КТ 9180 Б: |
КТ 9181 Б: |
структура : p−n− p |
структура : n− p−n |
U кэ max=40 В |
U кэ max=40 В |
I к max=3 А |
I к max=3 А |
Pmax=12,5 Вт |
Pmax=12,5 Вт |
h21 min=50 |
h21 min=50 |
Коэффициент усиления по току эмиттерного повторителя равен:
K эп=63 50=3150 ,
тогда ток на входе эмиттерного повторителя равен:
I |
вх.эп |
= |
I m |
=0,001 А=1 мА |
|
||||
|
|
K эп |
||
3
Для того, что бы схема работа в режиме АБ необходимо добавить 4 диода (2 для положительной полуволны сигнала, для отрицательной). Нужно это для приоткрытия транзисторов на 0,7 В.
Диоды для режима АБ: Д 9 Ж:
U пр=1 В при |
I пр=10 мА |
I обр=250 мкА |
при U пр=100 В |
Для избежания перегрузок в цепи необходимо включить транзисторы защиты:
I к max= |
Iк max |
КТ818Б |
= |
10 |
=3,2 |
мА |
|||||
|
Кэп |
|
|
3150 |
|||||||
U кэ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
max=50В |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Pmax=I к max U кэ |
max=0,0032 50=0,15 Вт |
||||||||||
R |
защ |
=0,4 В = |
0,4 |
|
=0,13 Ом |
|
|||||
3,16 |
|
||||||||||
|
I крит |
|
|
|
|
|
|
||||
Транзисторы защиты: |
|
|
|
||||||||
|
|
КТ 502 В: |
|
|
|
|
|
КТ 503 В: |
|||
структура : p−n− p |
|
|
структура : n− p−n |
||||||||
U кэ |
max=40 В |
|
|
|
|
|
|
U кэ max=40 В |
|||
I к max=150 мА |
|
|
|
|
|
I к max=150 мА |
|||||
Pmax=0,35 Вт |
|
|
|
|
|
Pmax=0,35 Вт |
|||||
h21 min=40 |
|
|
|
|
|
|
|
h21 min=40 |
|||
2. Расчет генератора стабильно тока:
Генератор стабильно тока создает ток для открытия диодов и ток для усиления в эмиттерном повторителе. Необходимо подать такой ток I пр ,что бы U пр=0,7 В , тогда I пр=1 мА .
Ток на выходе ГСТ равен:
Iгст= Iпр+ Iвх.эп=0,001+0,001=2 мА
Iгст=β Iб
4
Для приоткрытия транзистора на 0,7 В выбираем стабилитрон. В этом режиме транзистор на коллекторе будет создавать стабильный ток.
Стабилитроны для ГСТ:
КС 415 А:
U ст=2,4 В
I ст=1 мА
Стабилитрон на б-э должен давать напряжение 0,7 В, по этому параллельно подключим сопротивление Rгст . Ток через резистор примерно равен току на выходе ГСТ,
тогда:
Rэ гст=U стI−U бэ =2,4−0,7 =700Ом
гст 0,002
Резистор между стабилитроном и землей должен быть выбран так, что бы при напряжении источника питания на стабилитрон падал минимальный ток стабилизации I ст .
Напряжение на источнике питания равно:
Eип=U m +U R э гст+U ст гст+U АБ=31,6+1,7+0,7+2 0,7=36 В ,
тогда сопротивление равно: |
|
|
|||||||
Rб гст= |
Еип−U ст |
= |
36−2,4 |
=33,6 |
кОм |
||||
|
|
I ст |
0,001 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Найдем |
β |
|
транзистора: |
|
|
|
|||
I ст=10 Iб |
, тогда |
|
|
|
|
||||
β = |
Iгст |
= |
I |
гст |
= |
0,002 |
=20 |
|
|
Iб |
I |
ст 0,1 |
0,0001 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
Транзисторы для ГСТ: |
|
|
|
||||||
КТ 214 А-9: |
|
|
|
|
КТ 215 А-9: |
||||
структура : p−n− p |
|
|
структура : n− p−n |
||||||
U кэ max=100 В |
|
|
|
|
U кэ max=100 В |
||||
I к max=0,05 А |
|
|
|
|
I к max=0,05 А |
||||
Pmax=0,2 Вт |
|
|
|
|
Pmax=0,2 Вт |
||||
h21 min=20 |
|
|
|
|
|
h21 min=20 |
|||
5
Для ГСТ дифференциального усилителя нам надо получить ток равный I 0 тогда:
Iгст ду=I0 =5 I вх. эп=5 мА
Iб=10Iст =0,00110 =0,1 мА
β =0,0050,0001 =50
Rэ |
гст ду |
= |
U ст−U бэ |
= |
2,4−0,7 |
=280 |
Ом |
||||
I гст |
ду |
0,005 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
R |
б |
гст ду |
= |
Еи.п.−U ст |
=36−2,4 =33,6 кОм |
||||||
|
|||||||||||
|
|
I ст |
|
|
|
0,001 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Транзистор для ГСТ ДУ: |
|
|
|||||||||
|
|
КТ 215 Б-9: |
|
|
|
|
|
|
|||
структура : n− p−n |
|
|
|
||||||||
U кэ max=100 В |
|
|
|
|
|
|
|||||
I к |
max=0,1 А |
|
|
|
|
|
|
||||
Pmax=0,2 Вт |
|
|
|
|
|
|
|||||
h21 min=30−90 |
|
|
|
|
|
|
|||||
3. Расчет дифференциального усилителя:
Через резистор ДУ течет ток |
I гст ду |
, тогда: |
|||||||||
2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R |
ду |
= |
2 U m |
= |
|
63,2 |
=12,6 |
кОм |
|
||
I гст ду |
0,005 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Собственный коэффициент усиления ДУ равен:
K ду= |
1 |
Rду S = |
Rду |
, |
|
2 |
2 rэ |
||||
|
|
|
где rэ сопротивление эмиттера и оно равно:
rэ= |
2 U Т |
= |
0,052 |
=10 |
Ом |
, |
|
I гст ду |
0,005 |
||||||
|
|
|
|
|
тогда:
K ду=1260020 =630
6