Как выбрать ток покоя транзистора

Как выбрать ток покоя транзистора

Текущее время: Сб мар 16, 2024 02:59:00

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Запрошенной темы не существует.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB
Extended by Karma MOD © 2007—2012 m157y
Extended by Topic Tags MOD © 2012 m157y

Работоспособность сайта проверена в браузерах:
IE8.0, Opera 9.0, Netscape Navigator 7.0, Mozilla Firefox 5.0
Адаптирован для работы при разрешениях экрана от 1280х1024 и выше.
При меньших разрешениях возможно появление горизонтальной прокрутки.
По всем вопросам обращайтесь к Коту: kot@radiokot.ru
©2005-2024

Тема: Ток покоя.

Ток покоя.

Всем привет.
Достался усилитель без схемы. Нашёл в инете похожую схему.
Вопрос. Какой нужно выставить ток покоя выходных транзисторов.
Или может достаточно на базах вых. транзисторов выставить 0.5 в

Последний раз редактировалось looloo11; 23.01.2016 в 08:42 .

23.01.2016, 08:56 #2

Завсегдатай Регистрация 28.12.2012 Адрес Москва Сообщений 4,089

Re: Ток покоя.

услок похож на автомобильный. это скорей всего класс Б, тут ток покоя нулевой.
да и в схеме не предусмотрена регулировка тока покоя. смещение задается цепочкой из диодов.

подобному автоусю, я пробовал ставить ток покоя больше, для перехода в АБ, но тогда радиатор (корпус) начинает прилично нагреваться.

23.01.2016, 09:18 #3

Завсегдатай Регистрация 04.11.2004 Адрес Кемерово Возраст 40 Сообщений 3,111

Re: Ток покоя.

Сообщение от looloo11

Какой нужно выставить ток покоя выходных транзисторов.

Для данной схемы я бы попробовал 60-70 мА на пару. Цепь задания тока покоя должна иметь тепловой контакт с радиатором. Ток контролировать в течении прогрева, потом «прокачать» как следует и удостовериться что не уходит в саморазогрев.

Для связи: Skype и почта на моём сайте в профиле.
С уважением,
Михаил.
23.01.2016, 09:18 #4

Завсегдатай Регистрация 19.05.2008 Адрес Москва Сообщений 16,277

Re: Ток покоя.

Сообщение от looloo11

Или может достаточно на базах вых. транзисторов выставить 0.5 в

Правильнее по напряжению на резисторах — те что 0,47 ома. Если автоусь, то 1..2мВ, если в погоне за качеством и радиаторы нормальные, то около 10мВ

23.01.2016, 09:19 #5

Автор темы
Регистрация 20.02.2013 Адрес иркутск Сообщений 70

Re: Ток покоя.

Спасибо за ответ.
Это профессиональный усилитель. Регулировка присутствует(регулирует напряжение на базах
выходных транзисторах) Хотя «нулевой ток покоя» похоже на правду. Так как на резисторах
0.47ом падение напряжения очень маленькое (1-3 млв). Усилитель в принципе работает.
Может ещё кто нибудь что то посоветует.

23.01.2016, 09:22 #6

Завсегдатай Регистрация 04.11.2004 Адрес Кемерово Возраст 40 Сообщений 3,111

Re: Ток покоя.

Сообщение от looloo11

Может ещё кто нибудь что то посоветует.
Самому нужно определиться чего хочется и чего эта железяка могет

Для связи: Skype и почта на моём сайте в профиле.
С уважением,
Михаил.
23.01.2016, 09:24 #7

Автор темы
Регистрация 20.02.2013 Адрес иркутск Сообщений 70

Re: Ток покоя.

Хочется правильной настройки усилителя.

23.01.2016, 09:26 #8

Завсегдатай Регистрация 28.12.2012 Адрес Москва Сообщений 4,089

Re: Ток покоя.

да схемка то типовая линноподобная.
во-первых я бы увеличил емкость электролита в цепи ОООС.
уж совсем маленькая, при учете что резистор всего 330Ом.
туда бы этак 220мкФ или 470мкФ.

в ДК транзисторы подобрать по бетте, если есть небольшая постоянка на выходе.

23.01.2016, 09:28 #9

Завсегдатай Регистрация 04.11.2004 Адрес Кемерово Возраст 40 Сообщений 3,111

Re: Ток покоя.

Сообщение от looloo11

Хочется правильной настройки усилителя.
По левой схеме

Для связи: Skype и почта на моём сайте в профиле.
С уважением,
Михаил.
23.01.2016, 09:31 #10

Автор темы
Регистрация 20.02.2013 Адрес иркутск Сообщений 70

Re: Ток покоя.

Сообщение от alexcryke

да схемка то типовая линноподобная.
во-первых я бы увеличил емкость электролита в цепи ОООС.
уж совсем маленькая, при учете что резистор всего 330Ом.
туда бы этак 220мкФ или 470мкФ.

в ДК транзисторы подобрать по бетте, если есть небольшая постоянка на выходе.

Усилитель работает. Фирменный.
А схема приведённая мной похожая, и имеет такой же выходной каскад как и у меня.

23.01.2016, 09:33 #11

Завсегдатай Регистрация 04.11.2004 Адрес Кемерово Возраст 40 Сообщений 3,111

Re: Ток покоя.

Я бы начал с тока покоя не забывая про термостабильность. Что за усел то, тайна?

Для связи: Skype и почта на моём сайте в профиле.
С уважением,
Михаил.
23.01.2016, 09:34 #12

Завсегдатай Регистрация 28.12.2012 Адрес Москва Сообщений 4,089

Re: Ток покоя.

ну по одному выходному каскаду, сложно что-то сказать про улучшение настройки усилителя в целом.
да и к тому же подобный выходной каскад — типовой — у 90% усилителей такой же.

23.01.2016, 09:39 #13

Автор темы
Регистрация 20.02.2013 Адрес иркутск Сообщений 70

Re: Ток покоя.

Сообщение от MikeF

Я бы начал с тока покоя не забывая про термостабильность. Что за усел то, тайна?
EUROSOUND D-300

23.01.2016, 09:41 #14

Завсегдатай Регистрация 04.11.2004 Адрес Кемерово Возраст 40 Сообщений 3,111

Re: Ток покоя.

Может быть и остудит, надо пробовать.

Для связи: Skype и почта на моём сайте в профиле.
С уважением,
Михаил.
23.01.2016, 09:45 #15

Завсегдатай Регистрация 19.05.2008 Адрес Москва Сообщений 16,277

Re: Ток покоя.

Сообщение от looloo11

Так как на резисторах
0.47ом падение напряжения очень маленькое (1-3 млв). Усилитель в принципе работает.
Может ещё кто нибудь что то посоветует.

для проф уся это норма, нет смысла увеличивать — итак по 4 миллиампера на пару транзисторов.

23.01.2016, 09:51 #16

Завсегдатай Регистрация 04.11.2004 Адрес Кемерово Возраст 40 Сообщений 3,111

Re: Ток покоя.

Мож он дома хочет его слушать, тогда пара мА — ерунда, если нормальный ТП поставить будет заметнее, чем с кондерами играться.

Для связи: Skype и почта на моём сайте в профиле.
С уважением,
Михаил.
23.01.2016, 09:59 #17

Автор темы
Регистрация 20.02.2013 Адрес иркутск Сообщений 70

Re: Ток покоя.

Сообщение от mAxSpace

для проф уся это норма, нет смысла увеличивать — итак по 4 миллиампера на пару транзисторов.

Скорее всего вы правы. Я просто сбил регулировки(думал, что это чувствительность)
Один резистор по краске вроде выставил. Получил падение где то 1.5 мВ. Где то от этого и буду отталкиваться.

23.01.2016, 10:00 #18

Завсегдатай Регистрация 04.11.2004 Адрес Кемерово Возраст 40 Сообщений 3,111

Re: Ток покоя.

Мда. Сразу слабо, видать, было рассказать предысторию.

Для связи: Skype и почта на моём сайте в профиле.
С уважением,
Михаил.
23.01.2016, 10:03 #19

Автор темы
Регистрация 20.02.2013 Адрес иркутск Сообщений 70

Re: Ток покоя.

Сообщение от MikeF

Мда. Сразу слабо, видать, было рассказать предысторию.
Извиняюсь Думал, что одного вых. каскада достаточно будет.

20.02.2016, 11:24 #20

Автор темы
Регистрация 20.02.2013 Адрес иркутск Сообщений 70

Re: Ток покоя.

Ещё один вопрос к спецам. Поставил ток покоя на пару транзисторов(одно плечо) примерно 3.2 млА
Хотел проверить усилитель на 1кГц синус на полной мощности. Через пару минут стал очень сильно
нагреваться радиатор(несмотря на наличие вентилятора). Побоялся спалить транзисторы-выключил.
Вопрос-насколько корректно проверять максимальную мощность усилителя на синусе при длительном
включении?

Стабилизация тока покоя в транзисторных каскадах

Транзисторный каскад сохраняет работоспособность и имеет расчетные свойства лишь в том случае, если ток покоя в выходной цепи не выходит за определенные пределы при изменении температуры, старении транзисторов, их замене и т.д. Допускаемое отклонение тока покоя ±10% в мощных каскадах и ±20% в маломощных. Для стабилизации тока покоя выходной цепи существуют несколько схем:

• коллекторная,
• эмиттерная
• комбинированная.

В схеме коллекторной стабилизации стабилизация положения точки покоя осуществляется отрицательной параллельной связью по напряжению, снимаемой с коллектора.Коллекторная стабилизация проста и экономична, но удовлетворительно действует лишь при большом падении питающего напряжения на коллекторной нагрузке .Более высокую стабильность точки покоя дает схема эмиттерной стабилизации . Стабилизация осуществляется отрицательной обратной связью по току, снимаемой с резистора, а отрицательное смещение на базу подается с делителя.

Схема коллекторной стабилизации проста и экономична, однако она снижает усиление транзистора по переменному току, так как напряжение выходного сигнала через сопротивление гг передается в противофазе во входную цепь. В результате сигнал на входе ослабляется. Однако схема коллекторной стабилизации обеспечивает меньшую стабильность тока покоя коллектора по сравнению со схемой эмиттерной стабилизации. В усилителях на дискретных элементах коллекторная стабилизация тока покоя коллектора используется сравнительно редко, но в каскадах, выполненных по интегральной технологии, подобные схемы встречаются часто.
Эмиттерная стабилизация схема эмиттерной стабилизации в каскадах с различным включением транзистора не изменяется. Меняются только точки подачи входного сигнала и подключения нагрузки. Поэтому работу схемы эмиттерной стабилизации можно рассмотреть без учета схемы включения транзистора по переменному току.Обобщенная схема эмиттерной стабилизации (схема включения по постоянному току) приведена на рисунке

Рассмотрим как работает эта схема. В схеме эмиттерной стабилизации ток через резисторы R1 и R2 задается в несколько раз больше тока базы транзистора. В результате напряжение на базе транзистора не зависит от его тока базы. Пусть за счет увеличения температуры или напряжения питания увеличится коллекторный ток транзистора. Тогда по закону Ома увеличится падение напряжения на резисторе R3. Напряжение на эмиттере транзистора увеличилось. Но напряжение на базе транзистора равно сумме напряжения на эмиттере и напряжения база-эмиттер транзистора: Uб = Uэ + Uбэ А значит напряжение база-эмиттер транзистора равно: Uбэ = Uб – Uэ Если напряжение на эмиттере увеличивается, то напряжение Uбэ уменьшается, а это приводит к уменьшению базового тока. Но ток коллектора связан с током базы известным соотношением: iк = iб*h21э Следовательно ток коллектора тоже уменьшается до первоначального значения! Точно такой же результат мы получим, если за счет температуры или других дестабилизирующих факторов ток коллектора попытается уменьшиться. Теперь рассмотрим как можно рассчитать значение элементов схемы эмиттерной стабилизации. Напряжение на эмиттере транзистора обычно выбирают равным половине питания схемы. Для кремниевых транзисторов напряжение база-эмиттер равно 0,7 В. Напряжение на базе транзистора по закону Киргофа равно сумме напряжения на эмиттере и напряжения база-эмиттер транзистора. Поэтому напряжение на базе транзистора должно быть равно: Uб = Uп/2 + Uбэ = 3,3 В/2 + 0,7 В = 2,4 В Рассчитанное напряжение на базе транзистора может быть получено при помощи сопротивлений R1 и R2. Для того, чтобы транзистор не влиял на это напряжение ток через эти резисторы выбирается в десять раз больше тока базы транзистора. Ток базы можно определить, задавшись рабочим током коллектора транзистора. Обычно задаются значением тока 5 мА. (Если требуется работа в режиме микропотребления, то можно выбрать меньший ток, например, в районе 100 мкА, но при этом резко упадет коэффициент усиления транзистора по току.) Тогда ток базы будет равен: iб = iк/h21э = 5 мА/20 = 250 мкА И тогда ток делителя через резисторы R1 и R2 определяется следующим образом: iд = iб*10 = 250 мкА * 10 = 2,5 мА Зная ток и напряжение на базе транзистора, по закону Ома можно определить сопротивление R2: R2 = Uб/iд = 2,4 В/2,5 мА = 960 Ом Точно так же зная ток и напряжение питания схемы, по закону Ома можно определить суммарное сопротивление R1 + R2: R1 + R2 = Uп/iд = 3,3 В/2,5 мА = 1,32 кОм Отсюда: R1 = (R1 + R2) – R2 = 1,32 кОм – 960 Ом = 360 ток покоя оконечных транзисторов vt1 и vt2 возможны искажения «ступенька», нормальный ток покоя, великоват ток покоя — лишний нагрев, если это не попытка создать класс «а»

Полевой транзистор. Расчёт усилительных каскадов на n–канальных и р–канальных полевых транзисторах

Как просто рассчитать режимы работы и номиналы элементов схем на полевых транзисторах в различных схемах включения: c общим истоком (ОИ), общим стоком (ОС, он же истоковый повторитель) и общим затвором (ОЗ)

Полевой (униполярный) транзистор – это полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении сопротивлением токопроводящего канала (сток–исток) посредством электрического поля, создаваемого приложенным к управляющему электроду (затвору) напряжением.

Исток (source) – это электрод, из которого в канал входят (истекают) носители заряда, т. е. источник носителей тока;
Сток (drain) – это электрод, через который из канала выходят (стекают) носители заряда;
Затвор (gate) – это управляющий электрод, который регулирует поперечное сечения канала и, соответственно, ток, протекающий через канал. Управление происходит посредством изменения напряжения между затвором и истоком (Uзи, Vgs).

Несмотря на богатую терминологию различных типов полевых транзисторов, в большинстве практически встречающихся случаев мы имеем дело: либо с полевыми транзисторами со встроенным p-n переходом обеднённого типа (JFET-транзисторы), либо с полевыми МОП-транзисторами с изолированным затвором (они же MOSFET-ы в основном обогащённого типа), полное название которых звучит, как Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors.
И тот и другой типы полевиков могут быть любого знака полярности, т. е. как n-канальными, так и р-канальными.

Независимо от типов полевых транзисторов, они имеют схожие графики зависимости выходного тока от напряжения затвор‑исток, измеряемые при фиксированном значении напряжения стока.
Пример подобных вольт-амперных характеристик приведён на рисунке ниже.

Рис.1 ВАХ обеднённых JFET (1) и обогащённых MOSFET (2) полевых
транзисторов n-типа

Для p-канальных транзисторов – полярности напряжений смещения, подаваемых на электроды, а также направление тока стока противоположны.

Как можно увидеть, вольт-амперные характеристики обеднённых (1) и обогащённых (2) и полевых транзисторов отличаются только сдвигом напряжения отсечки затвор-исток. При этом n — канальный МОП‑транзистор обогащённого типа не проводит ток до тех пор, пока напряжение Uзи не достигнет некоторого положительного уровня Uотс, в то время как ток стока транзистора обеднённого типа при напряжении Uзи = 0 будет близок к максимальному.

Полевые транзисторы с р‑n ‑переходом – это всегда приборы обеднённого типа и смещение затвора относительно истока должно находиться в отрицательной области (для n — канального ПТ), а если и заходить в положительную, то не более чем на +0,5В во избежание открывания диодного перехода затвор‑канал.

Давайте рассмотрим, как можно рассчитать режимы работы полевика по постоянному току. Для примера возьмём распространённый транзистор 2SK117, широко используемый в каскадах усиления звукового диапазона частот. Приведём две его статических характеристики из datasheet-а и до кучи схему усилительного каскада с общим истоком.

Рис.2 Статическая характеристика транзистора 2SK117 и схема каскада с общим истоком

Что нам советуют делать при расчёте усилительных каскадов на ПТ практически все умные книжки?
Построить на семействе выходных вольт-амперных характеристик транзистора динамическую линию, также называемую нагрузочной прямой. Далее по пересечению этой нагрузочной линии с одним и графиков семейства выходных характеристик найти исходную рабочую точку, которая определяет ток стока и напряжение Uси в режиме покоя. И только после этого переходить к стоково-затворной характеристике ПТ, чтобы определить необходимую величину Uзи.

Конечно, ни один опытный схемотехник этого делать не будет! А делать он будет следующее:

1. Для начала надо определиться с током покоя транзистора Ic. Критериев выбора величины этого тока может быть множество, как с точки зрения достижений необходимой нагрузочной способности, так и других факторов, таких как: быстродействие, шумовые характеристики, энергопотребление, стабильность параметров и т. д. и т. п.
Поскольку 2SK117 является малошумящим полупроводником, а параметр шумовых характеристик в datasheet-е нормируется при токе стока Id=0.5 mA, то и мы для расчёта выберем этот ток равным I_с = 0,5мА .

2. Мысленно проводим на графике зависимости тока стока от напряжения затвор-исток красную линию (Рис.2 слева), пересекающую mA. Величина напряжения затвор-исток, исходя из графика, получается U_зи ≈ -0,23В .

3. Поскольку крутизна передаточной характеристики полевого транзистора S = ΔI_c/ΔU_зи является величиной непостоянной, и существенно зависящей от тока покоя стока, то в datasheet-ах на современные транзисторы она либо отсутствует, либо не имеет большого практического смысла.
Давайте оценим её значение по всё тому же графику. Изменение напряжения Uзи в интервале -(0,3 . 0,1) В приводит к росту стока 0,25. 1,3 мА, что даёт нам ориентировочное значение параметра крутизны при заданном токе S ≈ (1,3-0,25)/(0,3-0,1) = 5,25 мА/В .

4. Всё. Теперь можно вспомнить закон Ома и переходить к расчётам.
R_и = U_зи/I_c = 0,23/0,5 = 0,46 кОм .

Падение напряжения на резисторе Rc лучше выбрать таким, чтобы напряжение стока в режиме покоя находилось в центре линейной области выходной характери- стики транзистора. Это требование выполняется при условии U_c = (E_п + U_и)/2 .
Если, для примера, напряжение питания выбрать равным 12В, то
U_c = (12 + 0,23)/2 = 6,1 В , а
R_c = (E_п — U_с)/I_с = (12 — 6,1)/0,5 ≈ 12 кОм .

Расчёт по постоянному току окончен. Для того, чтобы рассчитать коэффициент передачи каскада ОИ с резистором в истоке (при отсутствии шунтирующего конденсатора), необходимо воспользоваться следующей редкой формулой:
К_u = R_c*S/(1 +R_и*S) .
Подставив все цифры, получим значение К_u = 18,2 .
А теперь давайте проверим полученные расчёты в симуляторе.

Убеждаемся, что Uc = 5,45В и Ic = 0,545мА на показаниях приборов находятся в приемлемом диапазоне по отношению к расчётным значениям.

На осциллографе синий цвет – это осциллограмма входного сигнала амплитудой 100 мВ, а красный – это выходной сигнал амплитудой около 1.8 В, что выдаёт нам в сухом остатке Кu = 18, что так же совпадает с расчётом.

Рис.3 Проверка расчётов каскада с ОИ в симуляторе

Для увеличения усиления каскада с общим истоком (Рис.2 справа) резистор Rи можно зашунтировать конденсатором Си и резистором Rи1. Тогда в формулу для расчёта Ku вместо значения Rи следует подставлять величину, равную Rи ll Rи1.
Если резистор Rи1 имеет нулевое значение, то формула для расчёта коэффициента усиления каскада приобретает совсем простой вид: К_u = R_c*S .
А ёмкость шунтирующего конденсатора Си (исходя из минимальной (нижней) усиливаемой частоты) можно рассчитать по формуле:
С_и(МкФ) > 1600/[F_мин(Гц)*R_и(кОм)] .

Точно таким же образом рассчитываются режимы по постоянному току и номиналы резисторов для схем с общим затвором (Рис.4б) и с общим стоком, в миру – истоковым повторителем (Рис.4в).

Рис.4 Схемы каскадов на полевых транзисторах ОИ, ОЗ, ОС

В случае использования ПТ с низким значением модуля Uотс – напряжение на истоке транзистора в каскаде с ОС (истоковый повторитель) может оказаться слишком мало для достижения необходимых динамических характеристик. В таком случае на затвор транзистора подают напряжение смещения Eсм, а номинал резистора Rи рассчитывают по формуле R_и = (Е_см — U_зи)/I_c .

Все расчёты, проведённые выше, были проделаны для наиболее распространённых в маломощных аналоговых цепях полевых транзисторов со встроенным p-n переходом обеднённого типа (JFET-транзисторы).
На самом же деле, все приведённые формулы и принципы расчёта справедливы и по отношению к МОП-транзисторам с изолированным затвором обогащённого типа (MOSFET-ы). Однако если всё ещё остались какие-либо вопросы, то на следующей странице проведём подобные манипуляции и для них.