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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA UMZCH sobre transistores de efecto de campo. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de transistores El UMZCH descrito con potentes transistores de efecto de campo se caracteriza por una estabilidad a alta temperatura, tiene una corriente de reposo baja, no teme cortocircuitos en la carga y es bastante estable y confiable. Las características del diseño propuesto incluyen una corriente de salida limitada y, por tanto, la necesidad de utilizar altavoces con una impedancia nominal de 8 o 16 ohmios. Especificaciones del amplificador
No se midió la relación señal-ruido del amplificador, pero no se nota ruido cerca de los altavoces cuando se enciende el UMZCH. La característica principal del dispositivo es el uso de transistores de efecto de campo generadores de alta frecuencia con una estructura de canal horizontal (KP904A). Como se sabe por [1], este tipo de transistores MIS se caracteriza por una característica de transferencia relativamente lineal y un alto rendimiento. Sin embargo, la pendiente relativamente baja de la característica y la mayor resistencia en estado abierto limitan la corriente máxima del transistor. Como resultó de los experimentos con transistores KP904A, la curvatura de la sección inicial de su característica de paso es insignificante, y con una corriente de reposo de aproximadamente 30 mA, la característica de paso de la etapa de salida ya es bastante lineal, por lo que Las distorsiones de conmutación son muy bajas. Los valores de capacitancia relativamente pequeños de estos transistores permiten evitar su recarga forzada. Los transistores de la serie KP904 también son prometedores como amplificador de voltaje, ya que proporcionan una ganancia lineal y un rendimiento significativos en ausencia de un efecto de saturación. Debido a sus características bastante lineales, la distorsión en un amplificador de este tipo no tiene la amplia gama de armónicos que ocurre con los transistores bipolares. El amplificador en sí está cubierto por una retroalimentación negativa general de profundidad media, que prácticamente no disminuye en todas las frecuencias del sonido. En él no se utilizan correcciones "hacia adelante" o "hacia atrás" que causan sobrecarga en la señal de pulso o reducen las características de velocidad. El diagrama UMZCH se muestra en la Fig. 1. La señal de entrada después del filtro de paso bajo R2C1 llega a una de las entradas del amplificador diferencial, fabricado en los transistores VT1 - VT4. El uso de transistores compuestos aumenta la linealidad de la etapa de entrada y su impedancia de entrada. El generador de corriente en cascada está fabricado en VT5; los diodos VD2, VD3 y la resistencia R11 ajustan su corriente, y la resistencia R12 mejora la simetría de los brazos de la cascada a altas frecuencias. Este generador en sí está alimentado por un voltaje determinado por el diodo zener VD1. Un amplificador diferencial con una corriente de reposo de 3 mA tiene una caída de ganancia de 1 dB a una frecuencia de aproximadamente 360 kHz (la capacitancia de entrada de la etapa posterior es de aproximadamente 300 pF).
Desde la salida de la primera etapa, las señales antifase se conectan a las puertas de los potentes transistores de efecto de campo VT6, VT7 de la segunda etapa diferencial, el amplificador de voltaje principal. Aquí se utilizan potentes transistores KP904A porque con una corriente de drenaje VT7 de 20 mA tienen una pendiente alta y una ganancia alta: a una frecuencia de 20 kHz, aproximadamente 170. La cascada desarrolla un voltaje de hasta 25 Vef. La corriente de reposo se selecciona para garantizar una alta velocidad de respuesta y linealidad. Desde la salida del amplificador de voltaje, la señal ingresa a la puerta del potente transistor VT11 a través del seguidor de emisor en VT9, y llega a la puerta del transistor inferior VT12 de la etapa de salida a través de una etapa de fase invertida hecha en VT10. La resistencia R23 se selecciona de tal manera que el coeficiente de transmisión de ambos brazos de la etapa de salida sea estrictamente el mismo. Los elementos R29-R31, C3 establecen la profundidad del UMZCH OOS para corriente continua y alterna, y el condensador C4 se utiliza para la corrección de fase del bucle OOS. Los elementos L3, C23, R27, R28 aseguran el funcionamiento normal del amplificador con una carga compleja a altas frecuencias. Este UMZCH es bastante estable a una profundidad determinada de protección ambiental general. Como experimento, la profundidad OOS se aumentó temporalmente a 54 dB y la ganancia se redujo a 2 con C4 soldado, y en este caso no se detectó inestabilidad. El diagrama de suministro de energía se muestra en la Fig. 2. Como puedes ver, es sumamente sencillo. Tenga en cuenta que los condensadores del filtro de potencia están ubicados en las placas de cada canal UMZCH. Así, cada canal tiene su propio filtro ubicado cerca de la etapa de salida. Las resistencias R2 - R5 (0,5 ohmios) limitan el aumento de corriente cuando se conectan a la red y proporcionan un desacoplamiento adicional de los amplificadores. Este método se recomienda en [2].
No se ha desarrollado un dispositivo de protección para el UMZCH y el relé en la salida del UMZCH no se utiliza debido a que el clic del proceso transitorio cuando se enciende es apenas audible. Hay que tener en cuenta que en el amplificador descrito en la segunda etapa diferencial es aconsejable utilizar transistores más caros de la serie 2P904A, que tienen una menor dispersión de parámetros. El diagrama del accesorio para medir la corriente de drenaje inicial se muestra en la Fig. 3. Los transistores con una gran corriente inicial, por regla general, también tienen una gran transconductancia.
Un poco sobre la instalación del amplificador. No se ha desarrollado una placa de circuito impreso para este amplificador, solo se ha fabricado un diseño de dos canales con montaje tridimensional. Al instalar o distribuir usted mismo una placa de circuito impreso, se debe prestar atención a una serie de puntos importantes. El cable común de los circuitos de potencia (que se muestra en el diagrama como una línea gruesa) y el cable común de los circuitos de señal (línea delgada) están separados entre sí por una resistencia de 10 ohmios (R33). En el diagrama, el circuito fuente VT12 incluye un diodo VD8, desviado por un condensador de tantalio C22. Estos elementos deben instalarse solo si una instancia específica de VT12 KP904A tendrá una corriente de drenaje inicial superior a 5 mA; en este caso, esta “posición” será simplemente necesaria. Pero aún así, sería mucho mejor instalar en lugar del VT12 una copia con una corriente de drenaje inicial de menos de 5 mA e instalar transistores con una corriente más alta en el brazo superior o en el amplificador diferencial. También sería útil recordarle que durante la instalación, todos los cables y conductores de los elementos deben ser lo más cortos posible y los de potencia, más gruesos. Es importante que el drenaje VT11 y la fuente VT12 (o "soporte" de diodo) estén conectados directamente a los terminales de los condensadores del filtro; la longitud de los conductores aquí debe ser mínima. Los transistores de salida VT11, VT12 están ubicados en disipadores de calor con aletas separadas con dimensiones de 90x65x50 mm, utilizados en las unidades de escaneo horizontal de los televisores MS-3. El grosor de la placa del disipador de calor es de 5 mm y para fijar la carcasa del transistor solo es necesario perforar un orificio con un diámetro de 8,5 mm. El transistor VT8 también debe colocarse sobre un disipador de calor, que en la versión del autor consta de dos placas de duraluminio de 40x25x2 mm, colocadas a ambos lados de la placa de circuito y fijadas con un tornillo. Durante la instalación, estas placas se conectan al colector VT8, que está expuesto a un voltaje de alta amplitud de la señal amplificada. Por lo tanto, dicho disipador de calor debe colocarse lejos de los circuitos de entrada del amplificador. Las placas se pueden aislar del transistor, pero no deben conectarse a un cable o carcasa común, ya que se forma una capacitancia de carga parásita significativa, que puede reducir significativamente la tasa de aumento del voltaje de salida en cascada. En el amplificador, puede usar resistencias MLT-0,125, pero en las posiciones R6 - R9 es mejor usar resistencias de precisión C2-14, C2-29 con una tolerancia de no más del 1% o las ordinarias, seleccionadas con un óhmetro. Condensadores C1, C4 - KT-1; C2, C3, C6, C9, C18-C21 - K73-17; C7, C22 - K53-4; T23 - K73-9. Condensadores de óxido C5, C8 para tensión 63 V - JAMICON. Los condensadores C10-C17 son NRZ importados de tamaño pequeño, pero también son adecuados los más grandes, JAMICON. Chokes L1, L2 - D1-0,1 de la serie DPM o similar con una inductancia de 200...500 μH para una corriente de 100 mA. La bobina L3 está enrollada en una resistencia MLT-2 (R27) vuelta a vuelta y contiene 20 vueltas de cable PEV-20,8 mm. Acerca de configurar un amplificador. Después de aplicar energía, debe verificar si los modos DC corresponden a los indicados en el diagrama. La corriente de la segunda etapa diferencial (40 mA) en caso de una desviación notable se puede cambiar seleccionando la resistencia R11. Si el voltaje entre las resistencias R8, R9 es muy diferente (más del 20%), esto indica una diferencia significativa en los parámetros de los transistores VT6, VT7; Sería deseable seleccionarlos con mayor precisión. Al elegir la resistencia R17, la corriente de reposo de los transistores de salida se establece en 30...40 mA. A continuación, se carga el UMZCH en una carga equivalente con una resistencia de 8 ohmios y, aplicando una señal con una frecuencia de 3 kHz y una amplitud de 1 V a la entrada del generador de 1 frecuencias, se detecta la presencia de una señal sinusoidal. En la salida se comprueba una amplitud de aproximadamente 16 V. El motivo de una desviación significativa de este valor o una distorsión de la forma de la señal suele ser un error en la instalación o el uso de elementos defectuosos. Luego, apagando temporalmente el capacitor C1, se suministra una señal de "meandro" con una oscilación de aproximadamente 73 V y una frecuencia de 17 kHz a la entrada UMZCH a través de un capacitor K1,5-0,25 con una capacidad de 100 μF; Al seleccionar el condensador C4, se logra la amplitud y duración mínimas del proceso oscilatorio transitorio. Después de esta verificación, el condensador C1 queda instalado en su lugar. Puede resultar que no se necesite ningún condensador. En este punto, la configuración se puede considerar completa. El amplificador se distingue por el sonido natural, abierto y ligero de los instrumentos musicales, y la baja distorsión contribuye a la transmisión detallada de la escena espacial y la microdinámica de las imágenes sonoras. Como altavoces con amplificador se utilizó AC S-90D. Literatura
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