Курсовая работа: Бестрансформаторный усилитель мощности звуковых частот

При прочих равных условиях для рассчитываемого каскада надо выбрать транзистор с меньшим выходным сопротивлением с целью уменьшения искажений в области верхних частот , возникающих из-за большой входной емкости выходного каскада.

В качестве термокомпенсирующего элемента используется транзистор VT3, работающий в режиме эмиттерного повторителя .Можно использовать маломощный транзистор с подходящими частотными свойствами и наибольшим значением параметра f_{h 21Э} .Падение напряжения на нем составляет около 1В ,а рассеиваемая мощность не превышает долей милливатта .Для этих целей вполне подходит транзистор класса КТ3102.

Требование по частоте для транзисторов VT2 и VT3 аналогичны , но выходное сопротивление VT4 должно быть во много раз больше входного сопротивления выходного каскада. С этой целью вводится ООС путем включения резистора R10.Проще всего в качестве VT2 и VT4 выбирать комплементарную пару.

Прежде чем приступить к расчету параметров каскада на VT2 , необходимо определить сопротивление его нагрузки по переменному току. В первую очередь следует рассчитать выходное сопротивление транзистора VT4.

Для стабилизации тока покоя VT4 ток через R7 должен заметно превышать ток через его базу ,т.е.:

I_R7 ≥(3…5) I_k2 / f_{h21 э vt4}

R₇ =U₇ / I₇ = Е ₀ -2Uv_D / I₇ =33,6-4,5/0,51=57(Ом )

В качестве термокомпенсирующих диодов можно использовать почти все кремневые диоды (у германиевых диодов разброс параметров гораздо больше).Например, можно выбрать КД503….КД510 , причем падение постоянного напряжения при включении их в прямом направлении составляет примерно 0,65 В при токах 1….5 мА. Тогда с учетом падения напряжения на переходе база-эмиттер VT4 можно принять:

U_{R 10} =2Uv_D - U _{БЭVT 4} =0,5(В)

R ₁₀ = U_{R 10} / I_{k 2} =0,5/0,04=12,5(Ом)

Рассматривая VT4 как усилительный прибор , включенный по схеме с разделенной нагрузкой , можно рассчитать коэффициент передачи ОС-В₁ .

В₁ = R ₁₀ / R_{VT 4≈} , В₁ =12,5/40,5=0,3

Коэффициент усиления без ООС:

К_{вх VT 4} = h _21Э R _{вхVT 4≈} / R _{вхVT 4} =30*40,5/64,64=18,8

R _{вхVT 4} = r ¹ _Б + r _э (1+ h _21Э )=1,2+0,65(1+30)=64,64(Ом)

r _э =0,026/ I_{k 2} =0,026/0,0403=0,65(Ом)

r _э - сопротивление эмиттера транзистора , работающего в режиме класса А.

Сопротивление базы r ¹ _Б рассчитываетсяпо справочным параметрам:

r ¹ _Б =τ _к /С_к =1,2

где τ _к - постоянная времени цепи обратной связи , а С_к – емкость коллекторного перехода.

С учетом ООС сопротивление переменному току для VT4 составит:

R _{выхООСVT 4} =R _вых (1+ В₁ К_{VT 4} )=150*10³ (1+0,3*18,8)=996*10³ (Ом)

Сопротивление нагрузки по переменному току для VT2 составит:

R_{VT 2} = R _вхЭП R _{выхООСVT 4} / R _вхЭП +R _{выхООСVT 4} =40,5*150*10³ /40,5+150*10³ =31,5(Ом)

Целесообразно выбрать ток делителя I _Д2 , заметно меньшеI_{k 2,} но

I _Д2 ≥(3…5) I _Б2 , I _Д2 ≥0,3(А)

Как указывалось выше U _{КЭVT 3} ≈1В, тогда

R ₈ + R ₉ = U _{КЭVT 3} / I _Д2 =1/0,3=3,3(Ом)

Для обеспечения возможности значительного изменения режима работы VT3 целесообразно выбрать