Источник тока для цепи смещения на токовых зеркалах

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 13Следующая ⇒

С теорией работы токовых зеркал, которые широко применяются в современной схемотехнике, можно подробно ознакомиться в работе [[1]].

Для схемы, показанной на рисунке 3.22, необходимо подобрать сборку согласованных маломощных транзисторов. Причем нужны две сборки, одна с полярностью - pnp, другая – npn.

Рисунок 3.22 – Схема цепи смещения с источниками тока на токовом зеркале

Согласованными называют транзисторы с практически одинаковыми электрическими характеристиками. Обычно у согласованной пары транзисторов характеристики не расходятся более чем на 10%.

Такие пары выпускаются в виде сборок, содержащих оба транзистора в одном корпусе. Примерами отечественных сборок являются транзисторы серий 159, 198, КТС.

Большое количество марок сборок согласованных транзисторов выпускается зарубежными фирмами. Например, транзисторные сборки фирмы NXP Semiconductors: ВСМ61В (прп) / ВСМ62В (рпр); BCV61 (прп) / BCV62 (рпр); РМР420 (прп) / РМР520 (рпр). Эти пары рассчитаны на максимальное напряжение 30 - 45 В, ток 0, 1 А и имеют типовое значение .

После выбора марки согласованных транзисторов расчет схемы сводится к определению сопротивлений резисторов по формуле

. (3.68)

Расчет УМ на мощном ОУ

Схема УМ на мощном ОУ имеет вид, показанный на рисунках 3.2 и 3.5. Ее расчет не отличается от расчета обычного усилительного каскада на ОУ, рассмотренного в разделах 5.5.1 и 5.5.5.

Напряжение питания усилителя определяется по формуле

. (3.69)

Выбор марки ОУ производится по току и напряжению нагрузки. Для выбора ОУ можно воспользоваться таблицей Е.1 в приложении Е.

Необходимо, чтобы соблюдались соотношения

, (3.70)

где - допустимое напряжение питания ОУ.

, (3.71)

где - допустимый выходной ток мощного ОУ.

Реальные схемы включения некоторых типов мощных ОУ, приведенных в таблице Е.1, также даны в приложении Е.

Расчет теплового режима выходного каскада УМ

В процессе работы УМ его выходные транзисторы нагреваются вследствие потерь мощности от тока нагрузки.

Если УМ создан на базе мощного ОУ, то нагревается корпус ОУ. При нагреве кристалла транзистора или ОУ сверх допустимой температуры он выйдет из строя. Поэтому необходимо обеспечить в процессе работы УМ нормальный тепловой режим транзисторам его выходного каскада или самому ОУ.

Для выполнения этой задачи следует выполнить три действия:

- определить тепловую мощность, которая выделяется в выходном каскаде УМ;

- оценить необходимость применения радиатора (теплоотвода) для охлаждения силового элемента УМ;

- если теплоотвод необходим, то нужно выбрать радиатор для охлаждения элемента и рассчитать рабочую температуру кристалла.

Рассмотрим все эти действия по порядку.

Определение тепловой мощности, выделяемой на одном

Транзисторе выходного каскада или в мощном ОУ

Во всех рассмотренных схемах выходные транзисторы УМ работают в режиме В или АВ. Максимальная тепловая мощность, в данном случае, рассеиваемая на одном транзисторе в схеме комплементарного повторителя, будет равна [[2], [3]]

. (3.72)

Если УМ построен на мощном ОУ, выходные транзисторы которого находятся на одном кристалле внутри одного корпуса, то максимальная тепловая мощность, выделяемая внутри корпуса ОУ, будет такова

, (3.73)

где , - напряжение питания и ток, потребляемый самим ОУ (см. таблицу Е.1).

3.5.6.2 Оценка необходимости применения радиатора (теплоотвода) для охлаждения силового элемента УМ

Радиатор можно не применять в том случае, если соблюдаются условия

или , (3.74)

где - допустимая рассеиваемая тепловая мощность без радиатора, Вт.

Значение для силовых транзисторов обычно указывается в справочнике по транзисторам. Для большинства силовых кремниевых транзисторов эта мощность не превышает 1 ÷ 3 Вт.

Для мощных ОУ величина указана в таблице Е.2.

Для других типов зарубежных мощных ОУ она может быть найдена в Интернете в технической документации, которая называется «datasheet».

При соблюдении условий (3.74) делается вывод о том, что разработанный УМ не нуждается в специальных мерах по охлаждению выходных транзисторов или корпуса ОУ.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒