Ponte UMZCH con BSIT. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor

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Nei progetti di radioamatori, i potenti transistor, chiamati BSIT e destinati principalmente ai dispositivi di commutazione (alimentatori a commutazione, unità di scansione orizzontale, potenti interruttori), non sono ancora utilizzati così spesso.

Portiamo all'attenzione dei lettori una descrizione di una delle opzioni per un UMZCH da cento watt che utilizza proprio tali transistor. Facendo riferimento agli indicatori metrologici, nonché ai risultati di molteplici audizioni di esperti, l'autore apprezza molto il suo sviluppo.

La controversia tra radioamatori e sviluppatori che discutono la questione degli amplificatori a valvole "dal suono migliore" continua ancora oggi [1]. Va riconosciuto che in UMZCH su triodi valvolari, piccole distorsioni anche quando si opera su un carico complesso sono dovute, in particolare, al feedback interno insito in questi dispositivi. Ma i vantaggi di un triodo a vuoto sono anche inerenti a un transistor ad effetto di campo con una transizione di controllo, chiamato transistor con induzione statica SIT [1]. Un'altra modifica di tali dispositivi è un transistor bipolare con induzione statica BSIT. operante con una corrente di gate significativa e con una caratteristica di uscita simile a quella di una lampada del generatore nella modalità di funzionamento con correnti di rete. Le sue caratteristiche di input sono quasi le stesse. come bipolare.

Il tempo di decadimento corrente di un dispositivo con un canale verticale normalmente chiuso di tipo n - potente LSIT KP958A [2] - è Tsl = 60 ns, che è approssimativamente dello stesso ordine di quello dei transistor bipolari convenzionali ad alta potenza, tuttavia, il la tensione di saturazione (dipende dal grado di saturazione del transistor) è molte volte inferiore. L'uso di BSIT si è rivelato abbastanza efficace in UMZCH. realizzato secondo lo schema del ponte (3).

Lo schema qui proposto per un ponte da cento watt UMZCH presso BSIT è mostrato in figura.

Principali caratteristiche tecniche

• Tensione di ingresso nominale, V......1
• Potenza di uscita nominale, W, a Rн = 8 Ohm......100
• Irregolarità della risposta in frequenza nell'intervallo di frequenza di 10 ... 100 Hz, dB, non di più ...... 000
• Coefficiente armonico ad una frequenza di 1000 Hz, %, non più......0.02
• Corrente di riposo, mA, non di più ...... 500
• Livello di rumore relativo, dB, non superiore a......80
• Slew rate della tensione di uscita, V/µs, non inferiore a......50

UMZCH contiene due amplificatori quasi identici, uno dei quali è invertente rispetto al segnale di ingresso. Il carico è collegato tra le uscite degli amplificatori. A causa del fatto che la tensione di uscita degli amplificatori viene applicata al carico in controfase. la tensione di uscita è raddoppiata. L'amplificatore operazionale è un amplificatore di tensione e per la cascata superiore con OOS il guadagno è Ku = R3 / R1 + 1 e per quello inferiore è determinato dal rapporto R18 / R16. Con i valori di resistenza specificati, il guadagno di entrambi gli amplificatori nel circuito a ponte è lo stesso.

Tranne UO. l'amplificatore contiene cascate a fase invertita su transistor di diverse strutture VT4, VT5. Insieme a loro, i transistor VT6 - VT9 svolgono la funzione di amplificatori di corrente operanti in classe AB. L'amplificatore superiore secondo lo schema è coperto da un OOS seriale: viene alimentato dall'uscita all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale (pin 2 del chip DA1) attraverso il divisore R3R1; l'amplificatore inferiore nel circuito è coperto da un OOS parallelo attraverso il resistore R18.

La tensione di uscita dell'amplificatore a ponte è determinata dalla somma della tensione di uscita dei due amplificatori operazionali (la caduta di tensione alle giunzioni gate-source può essere trascurata). Per aumentare la tensione di uscita, viene utilizzato l'alimentatore "tracking" dell'amplificatore operazionale. cambiando in modo sincrono con il suo segnale di uscita. In assenza di un segnale di ingresso, la tensione nel punto di giunzione dei diodi zener VD1 e VD2 è nulla. Allo stesso tempo, ai pin 7 e 4 del microcircuito DA1, la tensione di alimentazione viene mantenuta pari a 15 V grazie agli stabilizzatori realizzati sui transistor VT1, VT2. La comparsa di un segnale all'uscita dell'amplificatore porta a una polarizzazione di modo comune delle tensioni di alimentazione dell'amplificatore operazionale. in relazione al quale non si verifica la limitazione del segnale dell'amplificatore operazionale. Pertanto, la tensione di uscita dell'amplificatore operazionale raddoppia approssimativamente.

Il resistore R7 collega i diodi zener VD1, VD2 all'uscita dell'amplificatore, la sua resistenza, se necessario, viene selezionata durante la sintonizzazione, sostituendola con una variabile (resistenza 3 - 5 kOhm). Applicando un segnale dal generatore di frequenza audio all'ingresso UMZCH, la massima tensione non distorta possibile viene impostata alle uscite di entrambi i bracci dell'amplificatore (controllo dell'oscilloscopio). Va ricordato che un'eccessiva diminuzione della resistenza può compromettere la stabilità dell'amplificatore.

I resistori R6, R8, R9 e il transistor VT3 creano una polarizzazione iniziale alle porte dei transistor dell'amplificatore di corrente. Modificando la posizione della resistenza trimmer R8. è possibile regolare il valore della corrente di riposo dello stadio di uscita su un'ampia gamma. Il transistor VT3 serve per la stabilizzazione termica della modalità, deve fornire un contatto termico con i dissipatori di calore dei transistor.

Per ottenere una bassa distorsione, è opportuno selezionare i transistor VT4 - VT9 in coppia, per i quali rimuovono la dipendenza della corrente di drain a diversi valori della corrente di gate a Us = 10 V. Si consiglia di misurare in più punti . In una cascata sono installati transistor con caratteristiche simili.

Resistori R1, R3, R16, R18 - C2-29V con una tolleranza dell'1% (è possibile fino al 2%). Le restanti resistenze sono di qualsiasi tipo con tolleranza non superiore al 10%. Il microcircuito K140UD11 può essere sostituito dal K154UDZA senza modifiche al circuito, ma potrebbe essere necessaria un'adeguata correzione ad alta frequenza. OA K154UDZA è più preferibile in termini di proprietà di frequenza, sebbene sia possibile che la potenza di uscita massima dell'UMZCH diminuisca.

I transistor di uscita devono essere installati su dissipatori con superficie di almeno 600 cm2 per ciascun transistor. L'autore ha utilizzato nel suo progetto radiatori ad ago con raffreddamento forzato da una piccola ventola. In questo caso si è rivelato sufficiente l'utilizzo di un piccolo radiatore.

Un amplificatore correttamente assemblato inizia a funzionare immediatamente, è sufficiente impostare le correnti di riposo di entrambi i bracci dell'amplificatore a circa 200 ... 250 mA e l'ampiezza massima possibile del segnale di uscita selezionando il resistore R7.

Molto semplicemente, puoi raddoppiare la potenza dell'amplificatore - fino a 200 W - raddoppiando il numero di transistor dello stadio di uscita (VT8. VT9). Per una distribuzione uniforme delle correnti nei circuiti dell'emettitore di questi transistor, è necessario includere resistori di equalizzazione con una resistenza di 0.1 ... 0,2 Ohm.

Letteratura

1. Circuitazione di dispositivi su potenti transistor ad effetto di campo. Direttorio. ed. V. P. Dyakonova. - M: Radio e comunicazione, 1994.
2. chip-dip.ru/catalog/index.html
3. Korzinin M. Circuiti di amplificazione di potenza a frequenza audio ad alta fedeltà. - Radio. 1997. N. 3. p. 15 - 17.

Autore: N. Rekunov, Togliatti, regione di Samara

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