Московский Государственный Институт

Электронной Техники (ТУ)

Курсовая работа по курсу “Радиоэлектроника” на тему:

“УНЧ на транзисторах и ОУ ”.

Выполнил:

гр. ЭКТ-31

Руководитель:

Кузнецов С.Н.

Москва

2004г.

Техническое задание:

разработать УНЧ, удовлетворяющий следующим требованиям:

Выходная мощность:	PH, Вт	10
Сопротивление нагрузки:	RH, Ом	4
Входное сопротивление:	RГ, кОм	10
Входное напряжение:	eГ, мВ	20
Диапазон частот:	fН/fВ, Гц	100/20000
Частотные искажения:	MН=MВ, дБ	3
Диапазон температур:	T, °C	-10...+50

Энергетический расчет режима выходного каскада и выбор транзисторов vt5 и vt6.

Необходимая амплитуда синусоидального напряжения при заданных сопротивлении нагрузки R_H и мощности P_H на выходе УМ:

Амплитуда тока:

Напряжение питания равно:

Т ок, потребляемый в режиме максимальной отдаваемой мощности:

Мощность, рассеиваемая на каждом транзисторе при максимальной отдаваемой мощности:

Выбор транзисторов выходного каскада VT5 и VT6 производится с учётом следующих условий:

U_{КЭ max} > 1,2 (U_п + | U_п | ) = 28,8 В;

I_{К max} > I_mн ( при U_КЭ = U_{КЭ min} ) = 2,236 А;

P_{К max} > P_p ( при T_{c max} = 70^oC = 343 К ) = 3,544 Вт;

Этим требованиям удовлетворяют следующие транзисторы:

- для VT5: КТ816Б,

- для VT6: КТ817Б,

с параметрами:

- коэффициент усиления тока в схеме ОЭ: h_21Эmin = 25;

- максимальная температура перехода: Т_{n max} = 150^oC = 423 K;

- I_k = 3A;

- U_kэ = 45В;

- - мощность рассеяния коллектором с радиатором;

тепловое сопротивление переход - корпус (радиатор)

Эффективность работы транзисторного выходного каскада в режиме В (АВ) на верхних частотах заданного диапазона (отсутствие или ограниченная величина так называемого “сквозного тока”) может быть обеспечена только при выполнении условий

,

где f_h21Э - частота, на которой |h_21Э|=0.7h_21Э ; f_T = 3МГц – частота, на которой |h_21Э|=1; f_В – заданная верхняя граничная частота усилителя; f₁ – частота единичного усиления ОУ.

Для выполнения второго условия необходимо, чтобы К удовлетворял условию:

Поэтому используем два каскада на ОУ с K==17,8.

Исходя из этого, выбираем операционный усилитель. Он должен удовлетворять следующим требованиям:

f₁ > f_В K = 20 кГц·17,8=356 кГц;

f₁ ≤ f_T/(2 ÷ 3) = (1 ÷ 1,5) МГц;

V_max > 2πf_ВU_mн = 1,1 В/мкс.

Таким требованиям удовлетворяет микросхема 140УД6, имеющая следующие параметры:

- коэффициент усиления К = 7;

- частота единичного усиления f₁ = 1 МГц;

- скорость нарастания выходного напряжения V_{u вых} = 2,5 В/мкс;

- максимальное выходное напряжение U_вых.max = 12В;

- напряжение смещение нуля U= 5мВ;

- входной ток I = 0,03мкА.

Оценим начальный ток выходных транзисторов, I_Э:

С учетом температурной нестабильности следует выбрать рабочее значение тока покоя с запасом в 2 – 3 раза выше: I_Эmin ≥ 15мА.

Сопротивления обратной связи по току:

R₁₃ = R₁₄ = (0,03 ÷ 0,1)R_н = (0,12 ÷ 0,4) Ом

Часто эти резисторы используются как датчики напряжения для схемы защиты при перегрузке по току выходного каскада УМ. При этом их величина должна определяться также условием

R₁₃ = R₁₄ == (0,15 ÷ 0,19) Ом

Таким образом, берём R13 = R14 = 0,18 Ом.