278 279 (10)

Zniekształcenia nieliniowe, powodowane przez tranzystorowy stopień wzmocnienia mocy, zależą od szeregu czynników, wśród których najważniejszymi są: sposób włączenia tranzystora i stosunek oporności źródła sygnału (oporności wyjściowej poprzedniego stopnia) R_ż do oporności wejściowej tranzystora    Na rysunku 6-11

przytacza się orientacyjne przebiegi zależności współczynnika zawartości harmonicznych od stosunku R_tIRwej dla różnych sposobów włączenia tranzystora w konwencjonalnym stopniu wzmocnienia mocy. który pracuje w klasie A. Z podanych

Rys. 6-10. Przeciwsobny stopień wzmocnienia mocy ze wspólnym emiterem, umożliwiający umocowanie na wspólnej podstawie lub radiatorze tranzystorów bez podkładki izolującej

Rys. 6-11. Charakter zależności współczynnika zawartości harmonicznych (konwencjonalnego) •tranzystorowego stopnia wzmocnienia mocy pracującego w klasie A w funkcji (stosunku) oporności źródła sygnału do oporności-wejściowej tranzystora

krzywych wynika, że największe zniekształcenia nieliniowe obserwuje się pr2y włączeniu ze wspólnym emiterem, a najmniejsze — przy włączeniu ze wspólnym kolektorem.

Obliczanie tranzystorowego stopnia wzmocnienia mocy zaczyna się od określenia niezbędnej oddawanej mocy. po czym dobiera się nadający się ze względu na wartość mocy tranzystor i określa się sposób jego włączenia, pamiętając o tym, że przy włączeniu ze wspólną bazą zapewnia on małe zniekształcenia nieliniowe, przy czym właściwości stopnia zmieniają się nieznacznie przy zmianach temperatury i wymianie tranzystora. Włączenie ze wspólnym emiterem wymaga mniejszej mocy sygnału wejściowego, jednakże wtedy zwiększa się współczynnik zawartości harmonicznych i niestabilność właściwości stopnia. Włączenie ze wspólnym kolektorem wymaga w przybliżeniu takiej samej mocy sygnału wejściowego, jak i włączenie ze wspólną bazą, zapewnia niewielką stabilność właściwości stopnia, podobnie jak i włączenie ze wspólnym emiterem, jednakże w znacznym stopniu zmniejsza zniekształcenia nieliniowe.

Po obraniu sposobu włączenia tranzystora określa się napięcie źródła zasilania na podstawie rozważań podanych na stronach 275...270 i wyznacza się oporność obciążenia obwodu wyjściowego i prąd spoczynkowy, korzystając ze wzorów (6.22) i (6.23).

Następnie na rodzinie statycznych charakterystyk wyjściowych oznacza się punkt spoczynkowy i wykreśla prostą obciążenia, odpowiadającą określonej wartości oporności obciążenia obwodu wyjściowego. Przenosząc punkty tej prostej na charakterystykę wejściową, znajduje się prąd i napięcie polaryzacji obwodu wejściowego, amplitudę napięcia sygnału wejściowego i oporność wejściową tranzystora. Amplitudę prądu sygnału wejściowego, a następnie i moc wejściową określa się, dzieląc amplitudę prądu wyjściowego przez /}_mm zastosowanego typu tranzystora. Współczynnik zawartości harmonicznych znajduje się na podstawie metody pięciu rzędnych, wykreślając roboczą charakterystykę przejściową stopnia dla R_Ł równej oporności wyjściowej źródła sygnału obliczanego stopnia.

W klasie A wydziela się największa moc wówczas, gdy tranzystor znajduje się w stanie spoczynkowym; moc jest równa:

Pc+Pe = ^I.u_<,+r_weJ,ii_VCJ,    [(6.3i)

gdzie I_wej₀ i U_wrjt) — odpowiednio prąd i napięcie polaryzacji w obwodzie wejściowym. Określoną na podstawie wzoru (6.31) wartość mocy podstawia się do wzoru (6.29) i wyznacza dopuszczalną wartość oporności cieplnej radiatora lub odprowadzenia cieplnego; jeżeli zewnętrzna oporność cieplna R/oc uzyskuje wartość ujemną lub jest znacznie mniejsza od wewnętrznej oporności cieplnej R».₀c, to wybrany tranzystor nie nadaje się do zastosowania w obliczanym stopniu i należy go zamienić tranzystorem o większej mocy. Jeżeli Rtoe okazuje się znacznie większa od R»„_c, wówczas na podstawie wzoru (6.30) oblicza się niezbędną powierzchnię chłodzenia radiatora i jego konstrukcję.

Rys. 6-12. Schemat ideowy konwencjonalnego stopnia tranzys'orowego wzmocnienia mocy do przykładu 6.3.

Przykład 6.3. Obliczymy tranzystorowy stopień wzmocnienia mocy przeznaczony do pracy w paśmie częstotliwości od 200 do 5000 Hz; stopień

ten powinien mieć Mj ^ 1,18,    ^ 1,18; moc oddawana n.i oporność ob

ciążenia Rj = 5 £2 poprzez transformator wyjściowy powinna wynosić P. = = 20 mW, przy czym, współczynnik zawartości harmonicznych nie powinien być większy od 6°/». Źródło sygnału (stopień poprzedni) łącznie z dzielnl-

279