Расчет предоконечного каскада на транзисторах vt3 и vt4.

Предоконечный каскад обычно должен обеспечивать усиление по току и напряжению, так как амплитуда выходного тока и напряжения распространенных типов ОУ ограничена ( порядка 10 ÷ 20 мА, 10 ÷ 12 В). Коэффициент усиления по напряжению определяется, в основном, делителем из резисторов R9, R10. Амплитуда напряжения на эмиттерах VT3 и VT4 равна

( R_н << R10 )

Приняв R₁₀ = h_{21Э5 min} R_н = 100 Ом, получим U_mн = 0,5(1 + R₁₀/R₉)U_mэ.

Так как относительно точки соединения резисторов R9, R10 транзисторы VT3 и VT4 являются повторителями приращения напряжения на их базах, амплитуда напряжения на выходе ОУ практически повторяется на эмиттерах VT3 и VT4 и равна U_Э ≈ U_{m вых ОУ} , т.е. коэффициент усиления всего каскада с учётом вышесказанного равен

,

отсюда определяется сопротивление R9. Допустимую амплитуду напряжения на выходе ОУ следует выбрать несколько меньшей по сравнению с максимальной величиной, указанной в справочнике:

U_{m вых ОУ}­ ≈ (0,7 ÷ 0,8) U_{m вых max} = 9 В.

Этот запас необходим из-за возможной нестабильности источника питания. Таким образом:

K_В ≈ 1,

R9=100 Ом

Сопротивление резисторов R11 и R12 рассчитываем так, чтобы ток через них при максимальном сигнале не превышал 10-20% от амплитуды тока базы выходных транзисторов.

R₁₁=R₁₂=

Таким образом, берём R11 = R12 = 75 Ом.

Транзисторы предоконечного каскада VT3 и VT4 должны удовлетворять условиям:

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

I_{К max} > = 1,2·2,236 / 25 = 107 мА;

P_{К max} > =

= .

Подходящие транзисторы:

- для VT3: КТ503Г,

- для VT4: КТ502Г,

с параметрами:

- коэффициент усиления тока в схеме ОЭ: h_21Эmin = 80;

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

- I_k = 300мA;

- U_kэ = 40В;

- Р_к = 550мВт.

- T_к = 100 ^оC = 373 K.

Так как выполнено условие

≤ ,

то использовать радиатор не нужно.

Схема обеспечения режима покоя и его стабилизации.

Схема обеспечения стабилизации тока покоя выходных транзисторов по температуре и питанию включает транзисторы VT1 и VT2 , а также резисторы R6, R7, R8.

Требования к транзистору VT2 минимальны. Здесь применим любой маломощный кремниевый транзистор. Желательно, чтобы его конструктивное выполнение было удобно для крепления на радиаторе. Например, КТ209А.

Режим работы и выбор полевого транзистора VT1 определяется тем, что ток стока должен с некоторым запасом обеспечивать амплитудные значения тока базы транзистора VT4 в режиме отдачи максимальной мощности:

Напряжение Uсз на VT1 может достигать величины

С некоторым запасом следует принять

Средняя рассеиваемая мощность равна

Выбираем полевой транзистор с минимальным начальным током, и удовлетворяющий условиям:

I_С1 > 1,118 мА;

U_СИ1max > 26 В;

P_К(Т_Сmax) ≥ 20,1 мВт.

Подойдёт транзистор КП307Е, с характеристиками:

- P_max = 250 мВт;

- U_O = (0,5 ÷ 2,5) В;

- U_ЗСmax = 27 В;

- U_СИmax = 27 В;

- I_СН = 1,5 мА.

Сопротивление автосмещения и стабилизации

Ток делителя R6 и R7 принимаем

откуда

R6= R7 = 2,7 кОм.