UMZCH em transistores MIS. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Existem dois tipos principais de transistores de efeito de campo (FETs) poderosos com uma junção pn de controle: os convencionais com uma característica de corrente-tensão "pentodo" (CVC) e com indução estática (SIT) - com um "triodo" . Os transistores SIT são normalmente (ou seja, em Uzi = 0) abertos. Quando uma polarização negativa é aplicada ao portão, eles funcionam como um triodo de vácuo e, portanto, sem qualquer feedback, têm uma baixa resistência de saída (Rout ~ 1/So). Geralmente é uma fração de um ohm. A característica de transferência quadrática de tais transistores com seções lineares bastante longas leva ao desaparecimento quase completo de harmônicos pares, e o uso de circuitos push-pull também fornece supressão de harmônicos ímpares. O coeficiente harmônico é muito baixo mesmo na ausência de feedback externo, há uma rápida diminuição na amplitude dos harmônicos mais altos, que é inerente aos circuitos de tubo. Outra vantagem do SIT é a excelente estabilização de temperatura.

Com uma polarização positiva no eletrodo de controle, o SIT realmente se transforma em um transistor bipolar. O modo de operação bipolar permite obter um Ri menor na seção inicial do CVC, mas leva a uma queda acentuada no desempenho devido ao acúmulo de cargas em excesso de portadores minoritários na estrutura.

A indústria dos países da CEI produz SIT apenas com um canal tipo n. A escolha de transistores estrangeiros desta classe também é muito limitada. Além disso, esses transistores requerem circuitos de polarização especiais para garantir que sejam desligados antes que a tensão de alimentação seja aplicada ou que a energia de dreno seja atrasada.

Atualmente, os transistores MIS convencionais são mais comuns. O amplificador proposto é projetado com base em apenas esses transistores e é uma versão modernizada do UMZCH de [1]. Graças ao integrador no OOS, o amplificador tem uma baixa impedância de saída em frequências infra-baixas e em corrente contínua. Devido ao OOS raso cobrindo o estágio de saída, a influência do alto-falante na saída UMZCH é mínima. A distorção de sobrecarga é monótona.

Principais características do UMZCH:

• Potência de saída, W .......... 100;
• Faixa de frequência reproduzível, Hz .......... 5...150000
• Coeficiente harmônico (na banda 20...20000 Hz), %, não mais que .......... 0,5
• Tensão de entrada, V .......... 1,0

O circuito amplificador é mostrado na Fig. 1. O amplificador é inversor, e consiste em dois estágios cobertos pela proteção ambiental local. Para tensão DC, o amplificador é coberto pelo OOS com a ajuda de um integrador no DA2. O primeiro estágio é feito em um amplificador operacional de alta velocidade do tipo K140UD11 (KR140UD11, KR140UD1101) de acordo com um circuito não inversor. O ganho de estágio depende das classificações de R3 e R19. Nos transistores VT1, VT2, VT5, VT6, um amplificador paralelo é feito com um circuito de polarização para R5, R6, VD1, VD2 e geradores de corrente para VT3, VT4. Ao selecionar R9, você pode obter o chamado modo "Amp sem comutação", ou seja, modo sem corte dos transistores de saída. Mas existe o perigo de grandes correntes de passagem.

Figura 1. Diagrama esquemático do amplificador (clique para ampliar)

O estágio de saída é feito nos transistores VT7, VT8, cobertos por dois loops OOS: OOS paralelo para tensão - através de R10 ... R13 e serial - para corrente - através de R14, R15. A realimentação de tensão é calculada de tal forma que os transistores de saída operam praticamente sem corte de corrente. As Figuras 2 e 3 mostram as formas de onda de tensão nas portas dos transistores de saída.

Figura.2

Figura.3

A fonte de alimentação do estágio preliminar é de ±15 V, portanto, não há necessidade de proteger as junções porta-fonte dos transistores de efeito de campo (a tensão máxima permitida é de ±20 V). A estabilização térmica da cascata é fornecida pelos diodos VD1, VD2, que são elementos do circuito de mudança de nível.

Detalhes e projeto. É desejável fazer o transformador da fonte de alimentação em um circuito magnético toroidal (para um amplificador estéreo - em dois transformadores). Entre os enrolamentos primário e secundário, um enrolamento de tela é enrolado em uma camada com fio PEL d0,4 mm, uma de suas saídas é aterrada. É aconselhável colocar a ponte de diodos e capacitores de filtro (pelo menos 10000 uF) a uma distância mínima da placa UMZCH (você pode diretamente sobre ela). Os fios do enrolamento secundário são conduzidos à placa na tela.

Para minimizar a modulação de amplitude do sinal de áudio pelas ondulações da fonte de alimentação, é desejável usar filtros LC em forma de L nele. As bobinas de filtro podem ser feitas no núcleo ShLM25x32 ou similar com uma folga de 1 mm. Eles são enrolados com fio PEL d0,69 mm até o preenchimento do quadro. O indutor L1 é enrolado com um fio d0,69 mm, volta a volta (antes de encher), em um resistor R18 (MLT-2).

Os diodos VD1, VD2 são fixados em uma pasta condutora de calor nos radiadores dos transistores de saída (é possível - sob a arruela para prender os transistores de saída). Como VD3, VD4, você pode usar qualquer LED vermelho, por exemplo, AL307A (B). Os transistores VT5, VT6 são desejáveis ​​para serem equipados com sinalizadores de dissipador de calor. Transistores de efeito de campo - software Minsk "Integral", é desejável selecioná-los com uma variação de inclinação não superior a 20%. Transistores BSIT como KP959, KP960 também são adequados. Você pode usar quaisquer transistores complementares estrangeiros de potência adequada e tensão aceitável (por exemplo, IRF540 e IRF9540). Resistores R14, R15 - caseiro, fio, de manganina ou constantan d0,4 ... 0,5 mm. Para minimizar sua indutância parasita, um pedaço de fio (cerca de 10 cm) é dobrado ao meio e enrolado em incrementos de 1,5 mm em um mandril de d4 mm.

Estabelecimento. Primeiro, a corrente quiescente é ajustada e os braços do estágio de saída são simétricos para corrente contínua. Para fazer isso, quebre a conexão entre a saída DA1 e as bases dos transistores VT1, VT2 (vale a pena fornecer um jumper tecnológico na placa) e conecte temporariamente as bases dos transistores e a saída UMZCH ao "fio comum". Os controles deslizantes dos resistores R5 e R6 são colocados na posição correspondente à resistência mínima. Os drenos dos transistores de saída incluem temporariamente resistores de fio de 10 ohms com potência de 10 ... 25 watts. Medindo a queda de tensão entre eles, defina a corrente quiescente necessária.

Restaure a conexão das bases VT1, VT2 com a saída DA1, remova o "curto" da saída e certifique-se de que na saída DA1 na ausência de um sinal de entrada, o nível constante esteja próximo de zero. Se necessário, é cuidadosamente ajustado com um dos resistores R5, R6. A queda de tensão nos resistores de dreno finalmente regula a corrente quiescente dos transistores de saída. Depois disso, os resistores de drenagem são removidos.

Se necessário, a distorção pode ser minimizada selecionando os resistores R12, R13.

Literatura

1. A. Petrov. UMZCH econômico com som "pentodo". - Radiomir, 2002, N9, S.Z.

Autor: A. Petrov, Mogilev; Publicação: radioradar.net

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