Wzmacniacz. Przyklady

Wzmacniacz. Przyklady

  Producenci półprzewodników ich zastosowanie omawiają w Notach Aplikacyjnych ale nawet w katalogach podają przykłady zastosowań. Rozwiązania te są następnie przerabiane i w wielu odmianach krążą po czasopismach i książkach.

Koncern RCA proponuje zastosowanie komplementarnych Darlingtonów BDX33B i BDX34B Uceo=60V, Ic=10A , Pc=70W, Ft=4MHz w akustycznym wzmacniaczu mocy ciągłej 25W. Zniekształcenia nieliniowe przy częstotliwości 1 KHz w szerokim zakresie mocy wynoszą ca 0.03%

Rezystor R19 zapobiega zbytniemu obniżeniu napięcia Uce na dolnym Darlingtonie. Jak już podkreślano przy małym Uceo mocno spada częstotliwość graniczna tranzystora zwłaszcza przy dużym prądzie kolektora co wymagałoby przesadnie mocnej kompensacji częstotliwościowej pętli sprzężenia zwrotnego. Równoległy dwójnik R20+C10 przyśpiesza dolnego Darlingtona. Kondensator o lokalizacji jak C9 jest często stosowany do polepszenia stabilności.

Zabezpieczenie przeciwzwarciowe na Q6 i Q7 i elementach z nimi związanych jest typowe.

Wejściowy układ bootstrap powiększający impedancje wejściową jest połowiczny. Wartość kondensatora C3 zapobiegająca lokalnym oscylacjom tranzystora Q1 jest za duża i popsuje parametry wzmacniacza przy większych częstotliwościach przy sterowaniu z typowego źródła o średniej impedancji.

Rozwiązanie z zasilanie asymetrycznym jest przestarzałe, nieekonomiczne i daje marne efekty.

Philips proponuje zastosowanie komplementarnych Darlingtonów o Uceo=60V, Ic=6A , Pc=60W, Ft=7 MHz w akustycznym wzmacniaczu mocy 24W. Rozwiązanie jest bardzo zbliżone do rozwiązania RCA. Jest podobne do rozwiązania z tranzystorami pojedynczymi zestawionymi w Darlingtony. Przy średnich częstotliwościach w szerokim zakresie mocy zniekształcenia nieliniowe wynoszą około 0.05% Tranzystory umieszczono w obudowie SOT 82 mniejszej od obudowy TO220. Montowane są one do radiatora kawałkiem sprężystej wyprofilowanej blaszki wchodząc w prostokątne otwory po bokach tranzystora jako że obudowa SOT 82 nie ma żadnego tworu na wkręt. Rozwiązanie to jest podatne do automatyzacji montażu.

Rezystory 220 Ohm w bazach Darlingtonów zapobiegają zbytniemu obniżeniu napięcia na nich. Jak już podkreślano przy małym Uceo mocno spada częstotliwość graniczna tranzystora zwłaszcza przy dużym prądzie kolektora co wymagałoby przesadnie mocnej kompensacji częstotliwościowej pętli sprzężenia zwrotnego.

Rezystor 51 Ohm w kolektorze tranzystora stabilizacji termicznej prądu spoczynkowego eliminuje zależność tego prądu od napięcia zasilania.

Wejściowy bootstrap powiększający impedancje wejściową jest połowiczny ale impedancja wejściowa jest wystarczająca Dla odmiany od RCA tu w ogóle nie dano żadnego zabezpieczenia przed oscylacjami w zakresie VHF w stopniu wejściowym !

Rezystor sprzężenia zwrotnego podzielono na rezystor 3.9K dla składowych DC i AC oraz rezystor 1.5K tylko dla składowej zmiennej AC. Pozwoliło to zmniejszyć pojemność kondensatora 100uF a uzyskano częstotliwość graniczną poniżej 10Hz co jest raczej przesadą.

We wzmacniaczach wysokiej jakości stosowane jest tylko i wyłącznie zasilanie symetryczne. Wejściowa para różnicowa zasilana jest ze źródła prądowego celem zmniejszenia zniekształceń nieliniowych. Stopień napięciowy jest wzorem wzmacniacza operacyjnego symetryczny lub asymetryczny ze zwierciadłem prądowym na wyjściu pary różnicowej zamieniającym sygnał symetryczny na asymetryczny.

W pokazanym rozwiązaniu RCA o mocy 120 W na obciążeniu 8 Ohm musiano zastosować duże napięcia zasilające, jałowo +-65V. Przy średnich częstotliwościach w szerokim zakresie mocy zniekształcenia nieliniowe wynoszą poniżej 0.02%. Stopień napięciowy jest pół - symetryczny a więc nietypowy bowiem rozwiązanie pełno - symetryczne jest lepsze i częściej spotykane a przy tym nie jest bardziej skomplikowane. Tranzystory jego pracują z prądem aż ca 20mA. Nie wyjaśniono powodu tego stanu rzeczy.

Dla zachowania stabilności przy małych napięciach Uce dolnych tranzystorów mocy dano w emiterze tranzystora PNP zestawu Sziklai rezystor 10 Ohm i kondensator Cbc 200 pF. Oba te elementy powiększają zniekształcenia nieliniowe ale są konieczne. Układ Sziklai stosowany jest w rozwiązaniach quasi – komplementarnych. Oprócz zalet jest bardzo podatny na oscylacje w nietypowym przedziale częstotliwości 1-10Mhz. Stąd uwaga na schemacie aby kondensator był umieszczony na płycie drukowanej drukowanej PCB blisko tranzystora.

Parametry częstotliwościowe tranzystorów spadają wraz z napięciem Uceo. Ft użytych tranzystorów mocy BD550 wynosi tylko 2 MHz. Tranzystory są więc strasznie marne przy konkurencji japońskiej. Obszar pracy bezpiecznej SOA typu BD550 nie jest szeroki a tranzystory nie są liniowe. „Z pustego i Salomon nie naleje”