Image198 (2)

■ Pod lupą

Na początku znamy tylko Ro
		1. R3 = (3...10) Ro
		2. R1 = R2 = 10*R3
		3. C1 fw mikrofaradach]
	\	= 16 ł R1 [w kiloomach]
^ci L HH	-K	T1 4. C2 [w mikrofaradach] C2 = 8 / Ro (w kiloomach]
		Nhh
5	i

a)

Takie proste rozwiązanie nie pozwala cieszyć się dużą rezystancją wejściową. Rozważmy to dla skrajnych przypadków. Mianowicie gdy R3=Ro, wypadkowa rezystancja „emiterowa” wyniesie 0,5R3, gdy R3 = Ro/10 wtedy wyniesie 0,91 R3. Rezystancja wejściowa samego tranzystora Rwe jest więc zawsze duża i wynosi (0,5...0,91) R3 razy współczynnik wzmocnienia prądowego. Przy przyjęciu minimalnego wzmocnienia tranzystora równego 100 rezystancja tranzystora Rt wyniesie 0,5R3*I00 ... 0,91 R3* 100, czyli 50R3...9IR3 - patrz rysunek 68. Jednak zgodnie z wcześniejszym rysunkiem 65 wypadkowa rezystancja wejściowa całego wzmacniacza jest równa oporności równoległego połączenia Rl, R2 i Rwe. Tymczasem, jak ustaliliśmy wcześniej, rezystory Rl, R2 mają zwykle wartości mniejsze niż Rwe i wtedy możemy śmiało przyjąć w uproszczeniu, że z uwagi na dużą wartość Rwe, całkowita wypadkowa rezystancja wejściowa jest zbliżona do rezystancji połączenia równoległego Rl i R2, czyli połowy wartości Rl i R2, gdy R1=R2. Stąd minimalną pojemność Cl obliczymy

Cl min = 0,16 / (f * Rwe) = 0,16 / (f ⁴0,5R1) Cl min = 0,32 /(f* Rl)

a)

Ula układów audio i częstotliwości 20Hz możemy jeszcze bardziej uprościć wzór:

Cl fw mikrofaradach] = 16 / Rl [w kiloomach)

Projektowanie prostego wtórnika jest więc beznadziejnie proste. W ramce przedstawiona jest procedura doboru elementów wtórnika z tranzystorem BC548B.

Szczegóły

Gdybyśmy chcieli dokładniej i z większą świadomością podejść do projektowania wtórnika z rysunku 64, powinniśmy bliżej przyjrzeć się obwodowi wyjściowemu. Pomocą będzie rysunek 69. Czerwonym kolorem zaznaczone są prądy. Analogicznie wyglądają przebiegi napięcia. Prąd i_G zależy od rezystancji obciążenia Ro i od wielkości przenoszonego przebiegu zmiennego (i₀=Usygn/Ro). Już na pierwszy rzut oka widać, że stały, spoczynkowy prąd emitera Ie nie może być mniejszy niż wartość szczytowa spodziewanego zmiennego prądu obciążenia i„. W rzeczywistości składowa stała prądu emitera Ic musi być większa niż suma wartości szczytowych: składowej zmiennej prądu emitera ic oraz składowej zmiennej prądu obciążenia i₀. A jak się za chwilę przekonamy, najlepiej, by prąd spoczynkowy Ie był znacznie większy niż suma wartości szczytowych iE+io-

Po przyjęciu spoczynkowego stałego prądu emitera Ie i przyjęciu wartości napięcia stałego na emiterze, obliczylibyśmy rezystancję Re, czyli R3: R3 - Uei Ie

Jeśli chodzi o stałe napięcie spoczynkowe Ue, które ma występować na rezystorze R3, czyli na emiterze, to w zasadzie mamy szeroki wybór. Gdy Ue jest równe połowie napięcia zasilania, wtedy wtórnik może przenieść największe sygnały przemienne, o wartości między-szczytowej równej napięciu zasilania, co obrazowo pokazuje rysunek 70a. Prawie

nigdy nie musimy pracować z tak dużymi sygnałami i możemy za pomocą R1. R2 ustawić napięcie spoczynkowe na emiterze albo wyższe, albo niższe niż -flJzas/2. W każdym razie napięcie stałe na R3 (tak samo stałe napięcie U[INDEX DOI NYJCF) musi być większe niż amplituda przesyłanego przebiegu zmiennego - pokazuje to w uproszczeniu rysunek 70b. Warto też pamiętać, iż tranzystor może prawidłowo pracować nawet przy małych napięciach między kolektorem a emiterem - napięcie nasycenia w tranzystorze, zależnie ud prądu, może wynosić poniżej 0,1V. W związku z tym chwilowe napięcie na bazie tranzystora w układzie OC może być (i w niektórych układach bywa) nawet o prawie 0,6V wyższe (!) niż napięcie zasilania, a wtórnik będzie poprawnie pracował, jak pokazuje rysunek 7la. Nie można natomiast zwiększać napięcia na bazie więcej niż 0,6V powyżej dodatniego napięcia zasilania, ponieważ zgodnie z rysunkiem 71 h da o sobie znać „dioda”, ściślej złącze bazą-kolcktoi. Prąd z obwodu bazy popłynie wtedy nie w kierunku emitera i dalej przez Re do masy, tylko z bazy wprost do dodatniej szyny zasilania, co oczywiście uniemożliwi prawidłuwą pracę wtórnika.

Rys. 71

Często ustawiamy punkt pracy wtórnika według rysunku 70a, niemniej optymalna jest praca przy jeszcze większym napięciu na emiterze. Natomiast praca w skrajnych warunkach z rysunku 70b nie jest korzystna, a w przypadku obciążenia wyjścia wręcz niemożliwa. Napięcie stałe na emiterze przynajmniej z dwóch względów powinno być znacznie większe od amplitudy napięcia zmiennego. Jedna sprawa to problem zniekształceń, druga to zachowanie obwodu wyjściowego z kondensatorem przy największych sygnałach zmiennych.

Otóż istotnym czynnikiem, który zmniejsza przydatność wersji z rysunku 70b, są duże zmiany prądu emitera. Takie zmniejszanie prądu emitera tranzystora, niemal do zera niechybnie wiąże się ze^: znaczącymi zmianami napięcia baza-emi-j ter, a to oprócz niewielkiego zmniejszenia; wzmocnienia owocuje zniekształceniami, ponieważ złącze baza-emiier ma nieliniową

26 Grudzień 2006 Elektronika dla Wszystkich