Затем переходят к семейству входных характеристик, с помощью которого находят максимальное напряжение базы f/g. э. макс, соответствующее то-;у /б. макс (по характеристике, соответствующей напряжению f/к.э.мин). и минимальное напряжение базы t/g. э. мин. необходимое для обращения тока базы в нуль (по характеристике, соответствующей напряжению С/к.э.макс)- Этим самь7м определены двойные амплитуды тока и напряжения базы, причем входная мощность составит

/к. мин - 1.5 ма; t/jj. э. мин - 0.5 в; t/. g. макс - 37 в; /б.макс= 0,75 лга; t/б.э. мин = 0,13 лга; t/б.э.макс = 0,29 е.

Принимая % = 0,9, получим точное значение выходной мощности

0,9 (19,5-1,5) (37-0,5) Рн ==--: = 74 мет.

б. макс (t/б. э. макс t/б..

Входная мощность

0,75(0,29 - 0,13)

0,015 ля/и.

а коэффициент усиления по мощности

Рн

вх

Среднее входное сопротивление транзистора

t/б. э. макс б. э. мин

Коэффициент усиления по мощности

я = -Ш5-=*°°°(37Эб).

Входное сопротивление 0,29 - 0,13

Rbx -

Rbx -

0,75

= 0,213 кож =213 ом.

Расчет может быть дополнительно скорректирован учетом падения постоянного напряжения в сопротивлении /] провода первичной обмотки выходного трансформатора, для чего при проведении нагрузочной линии вместо напряжения £ надо брать

а вместо 2£к соответственно 2Uq.

Коэффициент нелинейных искажений у каскада с общим эмиттером выше, чем у каскада с общей базой и даже при оптимальном подборе выходного сопротивления пред-оконечного каскада может составлять 10%. Оптимальное значение приведенного ко вторичной обмотке входного трансформатора выходного сопротивления пред-оконечного каскада в данной схеме лежит в пределах 30 -600 ом (меньшие значения для более мощных каскадов). Точный расчет коэффициента нелинейных искажений и оптимального сопротивления генератора можно осуществить лишь по индивидуальным характеристикам применяемого транзистора.

Выходной трансформатор рассчитывается по тем же формулам, что и для однотактного лампового каскада (см. стр. 138), причем вместо Ra подставляется значение i?, а вместо /а.о и /та Значение / .

Пример. Дано: Р„ - 80 мет; = 10 в.

По соотношениям

Двухтактный каскад с общей базой в режиме класса В (рис. 10-49, а)

Сопротивление нагрузки на один коллектор (приведенное к половине первичной обмотки выходного трансформатора)

Р'

1.3Рн

максимальный импульс тока коллектора

к. макс

2.6Рн .

Рк. доп 2,5Рн = 200 мет; /к. ДСП > 2,5 /о = = 25 ма

{/к.э.доп>2£к = 40 в

выбираем транзистор типа П2Б. Сопр

Рис. 10-49. Принципиальная схема двухтактного выходного каскада с общей базой (о) и входная характеристика транзистора П2Б в схем? с общей базой (б).

максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе одного транзистора,

Рк. макс 0,2Рн; максимальный импульс напряжения на коллекторе f/к. макс = 2£к;

противление нагрузки р' 4 202

входная мощность

2.5Рн

£к

3-0,08 2,5-80

= I 670 ом;

= 10 ма.

/э. иаксэ. б. макс 2

Из статических . характеристик находим: /к. макс = 19,5 ма;

Среднее входное сопротивление каскада (между эмиттерами)

43. б. макс .

Rbx -

Коэффициент усиления

V- Ри

Величины /э. макс и Us. б. макс определяются по статическим характеристикам для схемы с общей базой, причем для нахождения V. g. макс используют входную характеристику транзистора при U. 6=0.

Малые нелинейные искажения достигаются при достаточно больщрм выходном сопротивлении предоконечного каскада (пересчитанном ко вторичной обмотке входного трансформатора) - 100 ом и выше или применением небольшого (для германиевых транзисторов порядка 0,1 е) начального смещения эмиттерных переходов в прямом направлении.

Пример. Дто: = 20 в; Р„ = I вт.

Определяем:

Е^ к

1,ЗР 2,6Р„

202 ~ 1,3-1

2,6-1

= 308 ом;

= 0,13 а = 130 ма;

£к ~ 20 Рк. макс = 0.2 Рн = 0,2 -1 = 0,2 ет; г/к.макс = 2£к= 2-20 = 40 е.

Выбираем транзисторы типа П2Б. Принимая /з. макс =

= 145 ма;

а 0,9

находим по входным характеристикам для схемы с ОБ (рис. 10-49, б) Us. б. макс = 0,45 в;

р 3. максэ. б. макс 145-0,45 Бх - 2 ~ 5

= 33 мет;

4г;з.б.макс 4-0,45

п - э. б-макс -t-v.-t .Qc

Rbk --7-- о 14.5 ~

э- макс и, 140

1000 33

= 30 (13 дб).

Двухтактный каскад с общим эмиттером в режиме класса В (рис. 10-50, а)

Для расчета R; / . акс; Рк. макс. 1к. макс и Кр справедливы формулы, приведенные для каскада с общей базой.

Входная мощность рассчитывается с помощью максимальных значений тока базы /б. макс и напряжения базы t/6-9. макс, которые определяются из статических характеристик тем же способом, что и для однотактного выходного каскада с общим эмиттером (см. выше),

D б-э. макс б. макс вх - - 2

Среднее входное сопротивление каскада между базами

Нелинейные искажения минимальны при определенном оптимальном выходном сопротивлении предоконечного каскада, которое при пересчете ко вторичной обмотке входного трансформатора лежит в пределах 50-1 ООО ом (меньшие значения для более мощных каскадов). .

Уменьшение искажений при малых сигналах достигается введением небольшого начального смещения на базу (для германиевых транзисторов порядка 0,15 в).

17,5-

Ю

0,8ма

0,гма

0.1 ояе

Рис. 10-50. Принципиальная схема двухтактного выходного каскада с общим эмиттером (с) и статические характеристики транзистора П13 в схеме с обш;им эмиттером (б).

Расчет выходных трансформаторов для двухтактных каскадов может быть произведен по тем же формулам, что и для двухтактных ламповых каскадов (см. стр. 140), причем вместо i?a. а используется значение 2i?g, а вместо / а - величина /к. макс> величина 1 принимается равной нулю.

Пример. Дано: £к = 6 в; Р„ = 40 мет.

Определяем:

= 115 ом;

1,3-0,04 2.6-40

к. макс

= 17,5 ма;

Рк.макс= 0.2-40= 8 мет; гУк.икс.= 2-6= 12 е.

Выбираем транзисторы типа П13 и по их статическим характеристикам (рис. 10-50, б) находим: /а.макс = 0,75лга, /б-э.макс= 0,18 е,

°-°> . = 0,068 жет;

Рвх = вх =

4-0,18 0,75

= 0,96 ком; = 590 (27,7 дб).

0,068

Предокоиечиый каскад (рис. 10-51)

Нагрузкой предоконечного каскада является входное сопротивление выходного каскада. Поскольку величина этого сопротивления невелика, для связи предоконечного каскада с выходным чаще всего используется мгждукаскад-

ный понижающий трансформатор. Коэффициент трансформации его, определяемый как

целесообразно выбирать в пределах п = (0,4-0,8)%.

где £к - напряжение на коллекторе транзистора пред-оконечного каскада; tJt - к. п. д. междукаскадноуо транс-

-Г

с

о/с выходному;

каскад!/,-

Рнс. 10-51. Принципиальная схема предоконеч-ного каскада.

форматора, а L/g - амплитуда напряжения, возбуждающего выходной каскад. При однотактной схеме выходного каскада с общей базой

э. б. макс э.б.мнн

ZMaiic - 2

а с общим эмиттером

/змакс -

При двухтактной схеме выходного каскада в режиме класса В с общей базой

амакс - 2/э,б.макс

а с общим эмиттером

амакс = ЗСб.э.иакс-

Рабочая точка транзистора в предоконечном каскаде должна быть выбрана при токе коллектора не менее чем

где Рвхг - входная мощность выходного каскада.

Если величина Р^ул мала, то все же /к выбирают не менее 0,5 - 1 лга и далее рассчитывают предоконечный каскад как малосигиальный усилитель с нагрузочным сопротивлением

где i?ex2 - входное сопротивление выходного каскада.

Если Рвх2 более 2-5 mm, то дальнейший расчет пред-оконечного каскада ведется так же, как расчет выходного каскада с ОЭ в классе А.

Выходное сопротивление предоконечного каскада может быть рассчитано по обычной формуле малосигнального усилителя при подстановке значений й-параметров, соответствующих выбранной рабочей точке,

/?вых -

где Rr - параллельное соединение всех сопротивлений, шунтирующих входную цепь транзистора предоконечного каскада, в том числе выходное сопротивление предыдущего транзистора. Пересчитанное ко вторичной обмотке междукаскадного трансформатора оно составляет

/?БЫХ

ВЫХ

И часто оказывается больше оптимального с точки зрения минимума нелинейных искажений в выходном каскаде. В этом случае прибегают к шунтированию первичной обмотки трансформатора сопротивлением Яш. причем выходное сопротивление получается равным:

п /?выхРш

вых п2т1т(Явых + /?ш)

с другой стороны, при этом уменьшается сопротивление нагрузки транзистора предоконечного каскада до величины

и мощность, которую должен развивать предоконечный

каскад, должна быть увеличена в 11 -)- - j раз. Для этого

надо увеличить в I 1 -f

раз ток коллектора / .

Конструктивный расчет междукаскадного трансформатора можно осуществить по формулам Для выходного трансформатора однотактного лампового каскада (см. стр. 138).

Пример. Оконечный каскад, выполненный по двухтактной схеме с ОЭ в классе В, требует для своего возбуждения f/б.э.макс = 0,25 ей Рвх= 0,8лгв/п (/?вх= 156 ом).

Для обеспечения малых нелинейных искажений /?вь1х предоконечного каскада должно составлять около 2 ком. Рассчитать предоконечный каскад, если = 6 в, а сопротивление возбуждающего его генератора сигнала составляет Rr= 1.5 ком.

Определим необходимый коэффициент трансформации междукаскадного трансформатора, приняв tJt = 0,8 и /гмакс = 2{/б.э.макс = 2-0,25 = 0,5 в,

,1 = 0,6-0.8-=5,7.

В отсутствие шунта рабочая точка транзистора в предоконечном каскаде может быть выбрана при токе коллектора

2-0,8

5,7-0,5

= 0,5 ма.

Выберем транзистор типа П13, который при токе /д = 1 ма обладает в схеме с ОЭ параметрами: ft = 70Г fti2 = 4-10-*; Aai = 22; йгг = 12 мкмо.

700 ом;

Выходное сопротивление транзистора при i?r = 2 ком будет составлять: j

Рвых -

700 + 1 500

12 -10-в (700 + 1 500) - 4 -10-4 - 22 ~ °

а приведенное ко вторичной обмотке междукаскадного трансформатора

125 ООО

= 4800 ои.