1. Расчет усилителя мощности

   1. Расчет оконечного каскада

      1. Выбор транзисторов

Для расчёта был выбран оконечный каскад на паре комплементарных транзисторов, изображённый на рисунке 1.

Рисунок 1.1 – Оконечный каскад

Затем был произведен выбор транзисторов по допустимой мощности рассеяния на коллекторе, и максимальной амплитуде коллекторного тока.

Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе, рассчитывается по формуле:

Максимальный требуемый эмиттерный ток (амплитудное значение), рассчитывается по формуле:

Максимальное требуемое напряжение (амплитудное значение), падающее на нагрузке, рассчитывается по формуле:

По этим параметрам выбираются транзисторы T1 и T2 для оконечного каскада из доступных в симуляторе. Наиболее подходящими оказываются транзисторы BD139 и BD140 соответственно, параметры которых приведены ниже:

1. Максимальный коллекторный ток = 1,5 А;

2. Максимальная рассеиваемая мощность на коллекторе = 12,5 Вт;

3. Статический коэффициент усиления по току = 40  100;

4. Максимальное напряжение коллектор-эмиттер = 80 В;

5. Емкость база-коллектор = 20 пФ;

6. Объемное сопротивление базы = 1 Ом;

7. Граничная частота транзистора = 100 МГц.

Что тут писать?

Содержание основной части работы должно отвечать заданию (ТЗ) и требованиям.

В основной части приводятся данные, отражающие сущность, методику и основные результаты выполненной работы.

Основная часть должна содержать: выбор направления исследования, включающий обоснование направления исследования, методы решения задач и их сравнительную оценку, описание выбранной общей методики проведения работы; процесс теоретических и (или) экспериментальных исследований, включая определение характера и содержания теоретических исследований, методы исследований, методы расчета, обоснование необходимости проведения экспериментальных работ, принципы действия разработанных объектов, их характеристики; обобщение и оценку результатов исследований, включающих оценку полноты решения поставленной задачи и предложения по дальнейшим направлениям работ, оценку достоверности полученных результатов и технико-экономической эффективности их внедрения и их сравнение с аналогичными результатами отечественных и зарубежных работ, обоснование необходимости проведения дополнительных исследований, отрицательные результаты, приводящие к необходимости прекращения дальнейших исследований.

Предлагаю для данной курсовой работы разделить основную часть на две: теоретическая и практическая часть.

2. Снятие вах транзисторов

После были сняты входные и выходные ВАХ транзисторов BD139 и BD140. Входная характеристика BD139 представлена на рисунке 1.2.

Выберем рабочую точку, соответствующую классу усиления AB:

Рисунок 1.2 – Входная ВАХ транзистора BD139

Определим входное сопротивление по линейному участку ВАХ:

Далее была снята проходная характеристика транзистора BD139, изображенная на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Проходная ВАХ транзистора BD139

Рассчитаем крутизну транзистора и коэффициент усиления по току в рабочей точке:

Затем, рассчитаем выходное сопротивление эмиттерного повторителя:

Теперь, имея коэффициент усиления по току, можно рассчитать входное сопротивление транзистора по переменному току с учетом обратной связи, создаваемой сопротивлением нагрузки:

Далее рассчитаем постоянную времени транзистора :

Тогда входная динамическая емкость транзистора:

где – коэффициент усиления по напряжению.

Подытожив, можно сказать, что выбранной рабочей точке соответствуют следующие параметры:

= 5 мА, = 0,45 А, = 850 мВ, = 4700 мА/В, = 56, = 468 Ом, = 7,5 нс, = 7,54 нФ.

Комплементарный транзистор BD140 имеет аналогичную входную характеристику, изображенную на рисунке 1.3, поэтому в дальнейшем для расчетов будут использоваться характеристики, полученные для транзистора BD139.

Рисунок 1.3 – Входная ВАХ транзистора BD140

Затем были сняты выходные характеристики транзистора BD139, показанные на рисунке 1.3.

Рисунок 1.4 – Выходные ВАХ транзистора BD139

Нагрузочная прямая в данном случае строится через две точки с координатами (E:0) и ( ; ). выбирается исходя из требуемой выходной амплитуды (8 В). Взяв небольшой запас, примем = 9,5 В. = 450 мА – это рабочая точка, выбранная ранее.

Питание необходимо выбирать исходя из требуемой амплитуды выходного сигнала, т. к. = 8 В возьмем источник питания E = 24 В. Как видно из рисунка 1.4, рабочая точка выбрана правильно, т.к коллекторный ток в отсечку не уходит.