Главная  Расчет источников питания 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [ 25 ] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40]

(7.6)

5. В семействе выходных характеристик отмечаем ток Оазы /gp, соответствующей той характеристике, на которой расположена рабочая точка Я (рис. 7.4, а). }Хей переносим рабочую точку в сейейство входных характеристик транзистора (точна Р* па рнс. 7.4, б). Эта точка должна быть расположена на кривой, соответствуинцей коллекторному напряжению (/«-эр (а при отсутствии такой кривой в семействе характеристик - на той из них, которая снята при UyO) и току /gp. Рабочей точке Р соответствует напряжение (/gap-

Одним из возможных методов расчета транзисторных УПТ является расчет с помощью /-параметров транзисторов Кц, /jj, и Yz !8, 12, 23), каждый нз которых имеет размерность проводимости. В справочниках /-параметры транзисторов приводятся редко. Поэтому их следует определить графическим путем в семействах входных и выходных характеристик транзистора. При этом надо учитывать соотношения (для схемы с общим эмиттером)

/ц.. = A/jyAfgg при (/цэ = const;

12э = hJK3 "Р" БЭ = const;

/at, = Д/к/БЭ "Р" tK3= const;

/223 = Л Д(/э Р" БЭ~ const.

Для определения /,,3 воспользуемся характеристическим треугольником АБВ (рис. 7.4, б), построенным вблизи рабочей точки Р. Из этого треугольника следует

/„д= ДУ/Д(;э= £В ]£ при = const. (?.7)

Параметр Yопределяется также по входным характеристикам. Для этого при постоянном напряжении (Узр = consE соответствующем рабочей точке Р, определяем приращение тока базы Д/g прн изменении напряжения на коллекторе *НЭ- Обычно в справочниках приводятся лишь две входные характеристики, снятые при = О и [У[э Ф 0. Если этих двух характеристик для определения /,23 недостаточно, следует провести вспомогательную характеристику (на рис. 7.4, б показана пунктиром), а напряжение С/(э Р-**""среднее значение между = 0 и указанной в справочнике величиной и](фО. Таким образом,

/,2з -Д/б/Д(/дэ=Г/(/кэ-1ю1 "Ри БЭр = const. . ,(7.8) Для определения параметра /gjg восполыуемся вначале выходными характери-стииами (рис. 7.4, а), на которых вблизи выбранной рабочей точки Р находим приращение тома базы А/ и соответствующее ему приращение тона Д/, прн постоянной величине напряжения U.

Иэ рис. 7.4, о-нидно, что при изменении тока базы от / до /g ток коллектора изменится на Д/р. (точка М). Для определения соответствующего приращения напряжения иа базе обращаемся к входным характеристикам (рис. 7.4, б), и в области точки Р для характеристики, снятой при (/Jg О, определяем, какое приращение напряжения (/gg соответствует приращению тона Д/g = - бз (предварительно найденному в семействе выходных характеристик). Тогда

= "Р" кэ =?0 = const. (7.9)

Параметр /j находим аналогично. Для этого по входной характеристике опре-, дсляются взаимосвязанные приращения Ata " б ("Р" бэр ~ const), а затем на выходных характеристиках находят соответствующее напряжению УЭ пр"Ращение тона d/j. Так, например, для рнс. 7.4, б изменению напряжения Af/jg = I кэ ~ -¥Э 1 (ответствует ианенение тока базы, определяемое отрезком РТ.


В семействе выходных характеристик (рис. 7.4, а) отмечаем точку К, соответству-ю И /б5 " некоторую точку, соответствующую напряжению (/3 и току / ( данном случае точку Р). При переходе от точки Р к точке К (Д кэ" кЭр " %6к коллектора меняется от 1 до /( (Д/,<. = - У). Следовательно,

У21. = Д VtKa - (4 - /кр)/(КЭр - КЭ) "Р" БЭ = БЭр - const. (7.10)

6. После определения /-параметров транзистора проверяем правильность выбора тоанзнстора из условия

К < УзьДаг. + З, (7.П)

где Ян = /?4 (рис. 7.1).

Если условие (7.11) не выполняется, то необходимо выбрать другой транзистор и повторить все предыдущие пункты расчета илн уменьшить заданное значение коэффициента УСИЛЕНИЯ К.

7. Находим величину сопротивлений резисторов, включенных в коллекторные цепн транзисторов (/?э = иа рис. 7.1) по формуле

= R = R KRJ[YR„ - К {/22,/?„ -h 2)], (7.12)

где R„ = Ri (рис. 7.1).

Моищость, рассеиваемая па резисторах Дд = R-;, равна

Выбираем стандартное значение сопротивлений резисторов R = и их тип (табл. 1,18, 1.22). . 8,. Определяем ток, проходящий через резистор R6,

Ч = 2(/р-Н/Бр). (7.14)

9. Находим величину сопротивления резистора /?6поформуле

R.= (£„,„-UK3p-Kp«h)/V Р-16)

Мощность, рассеиваемая на резисторе R6, paBita

P, = llR,. (7.16)

Находим стандартный тип резистора R6 .

10. Определяем сопротивление переменного резистора по формуле

Я(-0,05/гв. (.17)

11. Находим величины сопротивлений резисторов делителей напряжения Rf\ - = /?] = i?8 и R = /?а = /?fl. Делитель напряжения, составленный нз этил резисторов, обеспечивает устойчивость рабочих точек транзисторов по- базовым непям. Поэтому токи делителей должны быть больше токов баз при«ер1ю в 5 раз. Тогда

Ч2=вр: (7.1в)

(7.19)

4i = 5ep + bp=-6V Величину сопротивления /?д, = Ri= R находим по формуле

Мощность, рассеиваемая на резисторах /?д[, равна

(7.20)

(7,?).

» Прн рясчетс Д6 по формуле (7.15) результат может оказаться отрицательный. В этом слу чае следует при выбора рабочей точки уменьшить эначеяня уэр и и тювторнть предыдущие пункты расчета.



Находим = Я, = R,

Мощность

Выбираем стандартные резисторы R2, RS, R9 (табл, 1.18).

12. Находим входное сопротивление каскада R без учета влияния сопротявле-яий делителя

Я« = 2 I.Y,,,RR„ + 2R + Я,Ш{У2„У-2г, - Ууьг,,) «k«. + У и, (2«k- "")!•

(7.24)

rlK Ri( = R,== R,. R„= R, (рис. 7.1).

13. Определяем общее сопротивление /?д делителей между базами транзисторов


•д. общ

(7.25)

где йд, = «1 = R,: Дд, = Л, = Л,.

14. Находим результирующее входное сопротгвление каскада йвх- Сопротивления н /?доби. включены параллельно. Поэтому

г., = йвх?д.о«щ/(гв,+ «д.„бщ)-

(7.26)

Полученное значение должно быть больше или одного порядка с заданным Енутренним сопротивлением Ян источника входного сигнала. В этом случае можно обойтись без дополнительного согласования источника входного сигнала с входным сопротивлением усилнтеля.

Прн практическом иыполненчи УПТ на транзисторах следует помнить, что на величину дрейфа коллекторного тока транзисторов сильно влияют технологический разброс параметров. доходящ1ей у отдельных экземпляров транзисторов до ±100%, а также ползучесть - изменение параметров с течением времени в результате старения транзисторов в процессе эксплуатации или хранения. Поэтому перед монтажом схемы транзисторы обязательно следует проверять на ползучесть и соответствие требуемым параметрам схемы. Транзисторы в балансных каскадах должны иметь параметры, различающееся не более чем на 2-3%.

ГЛАВА 8

УСИЛИТЕЛИ НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ

8.1. Общие сведения

В соответствии с используемой терминологией интегральной микросхемой (ИМС) называют мнкроэлектронное устройство, все или часть элементов которого неразДель-носвязаны и электрически соединены между собой так, что устройство рассматривается как единое целое. Современные ИМ.С делятся на Два класса, отличающихся конструктивными особеностями,- гибридные и полупроводниковые.

Гибридная И.МС - микросхема, часть элементов которой имеет самостоятельное конструктивное оформленне. Полупроводниковой ИМС называют микросхему, элементы которой выполнены в объеме и (или) на поверхности полупроводникового материала.

В отличие от дискретных полупроводниковых приборов, каждый из которых имеет вполне определенное назначение, установившуюся систему парамет()Ов и меюдов и к измерений, микросхемы представляют собой устройства, предназначенные для вы-

;нения самых разнообразных функций и характеризующиеся большим числом су-щественно отличающихся друг от друга электрических параметров даже для микросхем одного н того же класса.

В широкой номенклатуре современных интегральных микросхем [13, 16, 29, 42) вначительное место занимают аналоговые (линейные) ИМС. предаазначенные для ис-падьзования в усилительной технике. Существукп- два направления развития лннея-иой интегральной схемотехники. Основой первого направления являются схемы, содержащие набор последовательно соединенных между собой транзисторных уси-

лительных каскадов с непосредственной связью, охваченных (в целях улучшения качественных показателей усилителей) отрицательной обратной связью. Основой втх)-рого, более позднего и наиболее перспективного направления развития Л11нейных

ИМС служит дифференциальная схема, которая значительно расширяет возможное™ использования ИМС в усилителях различного типа и существенно повышает качество работы усилительной аппаратуры.

Необходимо подчеркнуть, что применение ИМС заметно облегчает расчет и проектирование усилителей. Рассматривая микросхему как некоторое устройство с-уже известными свойсгваш!, разработчику усилителя или радиолюб1[телю нет надобности рассчитывать режим работы ИМС и параметры элементов, входящих в микросхему. Достаточно установить рекомендуемые технической документащтей электрические режимы и получить гарантированные показатели усилителя. Вместе с тем надо учитыва-вать, что многим современным ИМС свойственна функциональная незавершенность. Поэтому для того чтобы микросхема могла полностью н наилучшим образом выполнять свои функции, к ее выводам нередко подключают внешние навесные -элементы: резонансные контуры, дроссели, разделительные или развязывающие конденсаторы, резисторы и т. д., причем каждый тип микросхемы имеетсвою индивидуальную схему включения.

Задача данной главы ие совсем обычна. Читатель не найдет в ней последовательного расчета разнообразных и многочисленных усилителей на ИМС. В этом нет необходимости, Речь пойдет о подходе к выбору некоторых типичных усилительных ИМС, их параметрах, схемах включения, возможностях применения в усилителях различного назначения.

• 8.2. Классификация усилительных ИМС

В соответствии с требованиями государственных стандартов условное обозначение ИМС представляет собой код, отражающий конструктивно-технологические особенности микросхемы и характер выполняемой ею функции. Условное обозначение ИМС, выпущенных после 1974 г., состоит из трех элементов:

Первый элемент -три цифры, указывающие номер серии прпчем первая цифра обозначает конструктивно-технологическое исполнение микросхем (1; 5 - полупроводниковые; 2; 4; 8 - гибридные; 3 - пленочные; 7 - бескорпусные), а вторые дне цифры - порядковый номер разработки серии микросхем (от 00 до 99),

Второй элемент - две буквы, отражающие функциональное назначение микросхем.

Третий элемент - порядковый номер одноименных по функциональному прн-енаку микросхем в данной серии.

Часто за третьим элементом обозначения следует буква, указывающая на то, что iiHKpocxeMa данного тапа имеет группы, различные по одному или нескольким параметрам. Перед условным обозначением микросхем, предназначенных для бытовой и промышленной аппаратуры, ставится буква К.

В условных обозначениях микросхем, разработанных до 1974 г., второй элемент Сдве буквы) стоит сразу после первой цифры серии, при этом буквенные обозначения векоторых микросхем отличаются от принятых в настоящее время. Старые и новые вунвенные обозначения интегральных усилителей н вторичных источников питания приведены в табл, 8.1.

Под серией понимают совокупность микросхем, выполняющих различные функции, но нме вше единую конструктивно-технологическую основу и предназначенных для совиестного нрш веиня в аппаратуре.



пример обозначений ИМС;

Новое обозначение микросхем

Серия 1

40 УТ 1

Группа

Порядковый номер одноименных по функциональному признаку микросхем в данной серии

Функциональное назначение микросхемы

Порядковый номер разработки серии

Вид конструктивно-технологического исполнения

ПриЭ1гзк принадлежности микросхемы для применения в бытовой и промышленной аппаратуре

Серия

Старое обозначение этой же микросхемы

1 Б Группа

Порялковып номер одиоименпых по функциональному признаку микросхем в данной серии

Порядковый номер разработки серии

Ф\нкциональное назначение микросхемы

Вид констр> ктивно-технологического исполнения

Признак пр11Т1адлежиости микросхемы для применения н бытовой и промышленной аппаратуре

Таблица 8.1. Буквенные обозначения усилительных ИМС

Функции, выполняемые усилитмьнымк ыикросхем.чмн!

обозначения

Фун1;ци[. выполняемые усилительными микросхемами

Буквон*1ые обозначения

ДО 1974 г

после 19/-А г-

до 1971 г.

Высокой частоты

Видеосигналов

Промежутоипон

СииусоидальЕтых

частоты

сигналов *

Низкой частоты

Операционные и

Импульсные

диффереЕШиальные

Постоянного Тока

Прочие

Повторители

» Полный перечень функций, выполняемык приведены в ГОСТ 156К-73

» Усилнте/н напряжения нли мощности (в т( • Независимо ог рабочего диапазона.

микросхемами, н

I числе малоц1умя1Ц1е

1. -


зо □а

ч:1в

„Трапеция"

Рис. 8.1. Основные типы корпусов ИМС



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [ 25 ] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40]

0.0008