dvojčinné výkonové zesilovače
DESCRIPTION
Dvojčinné výkonové zesilovače. +. I B1. I C1. I C2. I B2. -. Dvojčinný koncový tranzistorový zesilovač ve třídě A. Nastavení pracovního bodu tranzistorů T 1 a T 2 : - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/1.jpg)
Dvojčinné výkonové zesilovače
![Page 2: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/2.jpg)
Dvojčinný koncový tranzistorový zesilovač ve třídě A Nastavení pracovního bodu tranzistorů T1 a T2 :Ze zdroje +UN teče proud I přes odpor RB do středu sekundárního vinutí transformátoru Tr1. Zde se rozdělí na proud IB, který teče tranzistorem T1 a na proud IB, který teče tranzistorem T2. Tyto proudy jsou stejně velké, ale opačné velikosti. Tím se nastaví pracovní body ve třídě A tranzistorů T1 a T2.
Zesilování střídavého signálu:Střídavý signál se transformuje do sekundárního vinutí transformátoru Tr1.Při kladné půlvlně je kladnější signál na bázi tranzistoru T1 a zápornější na bázi tranzistoru T2. Tranzistor T1 je oproti klidovému pracovnímu bodu více otevřen a teče jím větší kolektorový proud IC1, tranzistor T2 je oproti klidovému pracovnímu bodu více zavřen a teče jím menší kolektorový proud IC2,.Kolektorové proudy IC1 a IC2 tečou do primárního děleného vinutí transformátoru Tr2, kde se rozdíl těchto proudů indukuje do sekundárního vinutí transformátoru Tr2 a tento proud teče přes zátěž (reproduktor).Při záporné půlvlně je činnost opačná.
+
-
I B1
I B2
I C1
I C2
![Page 3: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/3.jpg)
10 A
20 A
30 A
40 A
50 A
60 A
70 A
80 A
UCE [V]1
Výstupní charakteristika
IB [A]
IC [mA]
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Převodní charakteristika
1020304050607080
UCC
IC max
2
4
6
8
10
12
14
16
18
PA PA
P1
P2P2
P1
Tranzistor T1 více otevřen
Tranzistor T2 více zavřen
Tranzistor T1 více zavřen
Tranzistor T2 více otevřen
93,5mW1093,510118,5
ΔIΔUΔIΔUΔP33
CCE222
![Page 4: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/4.jpg)
Dvojčinný koncový tranzistorový zesilovač ve třídě B Nastavení pracovního bodu tranzistorů T1 a T2 :Ze zdroje +UN teče proud I přes odpor RB do středu sekundárního vinutí transformátoru Tr1. Zde se rozdělí na proud IB, který teče tranzistorem T1 a na proud IB, který teče tranzistorem T2. Pro třídu B platí, že proudy IB = 0, tím je nastaví pracovní body ve třídě B tranzistorů T1 a T2.
Zesilování střídavého signálu:Střídavý signál se transformuje do sekundárního vinutí transformátoru Tr1.Při kladné půlvlně je kladnější signál na bázi tranzistoru T1 a zápornější na bázi tranzistoru T2. Tranzistor T1 je oproti klidovému pracovnímu bodu otevřen a teče jím kolektorový proud IC1, tranzistor T2 je oproti klidovému pracovnímu bodu zavřen a neteče jím menší kolektorový proud IC2,.Kolektorové proud IC1 teče do primárního děleného vinutí transformátoru Tr2, kde se indukuje do sekundárního vinutí transformátoru Tr2 a tento proud teče přes zátěž (reproduktor).Při záporné půlvlně je činnost opačná.
+
-
I B1
I B2
I C1
I C2= 0
![Page 5: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/5.jpg)
10 A
20 A
30 A
40 A
50 A
60 A
70 A
80 A
UCE [V]1
Výstupní charakteristika
IB [A]
IC [mA]
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Převodní charakteristika
1020304050607080
UCC
IC max
2
4
6
8
10
12
14
16
18
PB´ PB
´
Nastavení pracovního bodu zesilovače ve třídě B
PB
PB
195,5mW10195,521097,752ΔPP :platí signál zesilovaný úplný Pro
signálu) hozesilované půůvln 1 pro (platí97,75mW
1097,751011,58,5ΔIΔUΔIΔUΔP
332
33CCE222
![Page 6: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/6.jpg)
Jedná se kombinaci předchozích dvou variant ( třída A a třída B ).
Proudy báze jednotlivých tranzistorů nejsou nulové , ale jsou sníženy na minimální hodnotu ( v pracovním bodě je např. 10 A ). Tím se posune poloha pracovního bodu na zatěžovací přímce a toto zapojení vykazuje určité zkreslení zesilovaného signálu.
Dvojčinný koncový tranzistorový zesilovač ve třídě AB
![Page 7: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/7.jpg)
10 A
20 A
30 A
40 A
50 A
60 A
70 A
80 A
UCE [V]1
Výstupní charakteristika
IB [A]
IC [mA]
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Převodní charakteristika
1020304050607080
UCC
IC max
2
4
6
8
10
12
14
16
18
PAB´ PAB
´
Nastavení pracovního bodu zesilovače ve třídě AB
PAB PAB
![Page 8: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/8.jpg)
Dvojčinný výkonový zesilovač ve třídě B s komplementární tranzistory
![Page 9: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/9.jpg)
Komplementární (doplňkové) tranzistory jsou tranzistory, které mají opačnou vodivost.
Jeden tranzistor je typu PNP a druhý je typu NPN (platí pro bipolární tranzistory)
Pro unipolární tranzistory platí, že jeden tranzistor je s kanálem P a druhý s kanálem N.
Tuto vlastnost lze využít u koncových zesilovačů, pracující v dvojčinném zapojení.
Jedná se o soufázové buzení a zapojení se pak chová jako dvojčinný zesilovač.
![Page 10: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/10.jpg)
Předpokládejme dvě zcela shodná zapojení s tranzistory PNP a NPN.
V kolektorech obou obvodů jsou tranzistory RC, předpětí báze je nulové, takže kolektorovými obvody procházejí pouze malé zbytkové proudy.
Přivedeme-li na vstup každého tranzistoru střídavé sinusové napětí, které v okamžiku t1 vzrůstá od nulové hodnoty do kladných hodnot, v čase t2 je opět nulové a klesá do záporných hodnot, v čase t3 je nulové a opět vzrůstá.
Kladná půlperioda vstupního signálu v obvodu s tranzistorem PNP nevyvolá téměř žádnou změnu kolektorového proudu. Tranzistor byl v klidovém stavu uzavřen a kladné napětí jej ještě více uzavře, takže výstupní kolektorové napětí se nezmění, a proto bude na kolektorovém výstupu tranzistoru plné napětí zdroje UCC = -10 V.
![Page 11: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/11.jpg)
Při záporné půlperiodě vstupního střídavého signálu na bázi se tranzistor typu PNP otevře a v závislosti na velikosti amplitudy střídavého signálu na vstupu, může toto kolektorové napětí vzrůst z napětí -10 V na téměř nulovou hodnotu.
Při kladné půlvlně je tranzistor PNP opět uzavřen atd.
U tranzistoru NPN je tomu naopak. Je otevírán kladným napětím na vstupu.
Záporná půlvlna na vstupu neovlivní poměry na výstupu.
V podstatě tedy kladná půlvlna vstupního napětí otevírá tranzistor NPN a neovlivňuje tranzistor PNP a naopak záporná půlvlna otevírá tranzistor PNP a nemá vliv na tranzistor NPN.
![Page 12: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/12.jpg)
Dvojčinný výkonový zesilovač třídy B s komplementárními tranzistory (SE) a 2 napájecími zdroji
Oba tranzistory jsou bez budícího signálu uzavřeny a chovají se téměř jako rozpojený obvod. Rezistor RC v kolektorovém obvodu se uplatňuje pouze v jedné půlperidě, a to ještě u každého rezistoru v jiné.
Oba obvody lze spojit v jeden a rezistor RC = RZ považovat za společný pro oba tranzistory.
Též vstupy obou dílčích obvodů můžeme spojit => zesilovač třídy B s komplementárními tranzistory a se dvěma napájecími zdroji.
Nevýhoda :
- tranzistory PNP a NPN musí mít stejné parametry
- oba zdroje musí shodné vlastnosti
Obr. 58.1
![Page 13: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/13.jpg)
Dvojčinný výkonový zesilovač třídy B s komplementárními tranzistory (SE)a 1 napájecím zdrojem
Pro odstranění nevýhody použití dvou napájecích zdrojů se používá zapojení s jedním napájecím zdrojem u tohoto zesilovače.
Rezistor RZ nemusí být průchozí pro stejnosměrný proud a v sérii s ním může být zařazen kondenzátor s dostatečně velkou kapacitou. V okamžiku, kdy je tranzistor NPN zavřen dojde k nabití kondenzátoru, v okamžiku, kdy je tranzistor NPN otevřen, kondenzátor slouží jako zdroj a přes otevřený tranzistor se vybíjí a vybíjecí proud teče opačným směrem než byl proud nabíjecí.
Tím tento kondenzátor pracuje jako druhý zdroj.
Nevýhoda :
- tranzistory PNP a NPN musí mít stejné parametry
![Page 14: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/14.jpg)
Dvojčinný výkonový zesilovač třídy B s komplementárními tranzistory s jedním napájecím zdrojem v zapojení SC
Jelikož je obtížné vybrat dvojici komplementárních tranzistorů se zcela symetrickými vlastnostmi, je výhodné používat zapojení se společným kolektorem.
Toto zapojení s napěťovou zápornou zpětnou vazbou neklade tak velké nároky na symetrii použitých tranzistorů, proto se v mnohých případech emitorovému sledovači dává přednost.
![Page 15: Dvojčinné výkonové zesilovače](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081419/56814fa0550346895dbd5db0/html5/thumbnails/15.jpg)
Otázky ke zkoušení1) Popiš jak se provede nastavení pracovního bodu dvojčinného zesilovače ve třídě A.
2) Popiš jaký je princip zesilování střídavého signálu dvojčinným zesilovačem ve třídě A
3) Popiš jak se provede nastavení pracovního bodu dvojčinného zesilovače ve třídě B.
4) Popiš jaký je princip zesilování střídavého signálu dvojčinným zesilovačem ve třídě B
5) Vysvětli co jsou komplementární tranzistory.
6) Popiš jak pracují komplementární tranzistory při zesilování střídavého signálu.
7) Popiš princip činnosti dvojčinného zesilovače s komplementárními tranzistory a se dvěma napájecími zdroji.
8) Popiš princip činnosti dvojčinného zesilovače s komplementárními tranzistory a s jedním napájecím zdrojem.