Мостовой УМЗЧ с БСИТ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

В конструкциях радиолюбителей мощные транзисторы, называемые БСИТ и предназначенные в основном для переключательных устройств (импульсных блоков питания, блоков строчной развертки, мощных выключателей), пока применяются не так уж часто.

Предлагаем вниманию читателей описание одного из вариантов стоваттного УМЗЧ с применением именно таких транзисторов. Ссылаясь на метрологические показатели, а также результаты многократных экспертных прослушиваний, автор довольно высоко оценивает свою разработку.

Полемика среди радиолюбителей и разработчиков, обсуждающих вопрос "лучшего звучания" ламповых усилителей, продолжается до сих пор [1]. Следует признать, что в УМЗЧ на ламповых триодах малые искажения даже при работе на комплексную нагрузку обусловлены, в частности, внутренней обратной связью, присущей этим приборам. Но достоинства вакуумного триода свойственны и полевому транзистору с управляющим переходом, получившем название транзистора со статической индукцией СИТ [1]. Другой модификацией таких приборов является биполярный транзистор со статической индукцией БСИТ. работающий со значительным током затвора и имеющий выходную характеристику, как у генераторной лампы в режиме работы с сеточными токами. Входная его характеристика практически такая же. как у биполярного.

Время спада тока прибора с вертикальным нормально закрытым каналом n-ти-па - мощного БСИТ КП958А [2] - составляет Tсл = 60 нс, что примерно того же порядка, что и у обычных мощных биполярных транзисторов, однако напряжение насыщения (зависит от степени насыщения транзистора) в несколько раз меньше. Применение БСИТ оказалось достаточно эффективным в УМЗЧ. выполненных по мостовой схеме (3).

Предлагаемая здесь схема стоваттного мостового УМЗЧ на БСИТ приведена на рисунке.

Основные технические характеристики

• Номинальное входное напряжение, В......1
• Номинальная выходная мощность, Вт, на Rн = 8 Ом......100
• Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 10...100 000 Гц, дБ, не более......1
• Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц, %, не более......0.02
• Ток покоя, мА, не более......500
• Относительный уровень помех, дБ, не более......80
• Скорость нарастания выходного напряжения, В/мкс, не менее......50

УМЗЧ содержит два практически идентичных усилителя, один из которых по отношению ко входному сигналу является инвертирующим. Нагрузка включена между выходами усилителей. Благодаря тому, что выходное напряжение усилителей прикладывается к нагрузке в противофа-зе. напряжение на выходе удваивается. ОУ является усилителем напряжения, и для верхнего по схеме каскада с ООС коэффициент усиления Кu = R3/R1 + 1, а для нижнего он определяется отношением R18/R16. При указанных номиналах резисторов усиление обоих усилителей в схеме моста одинаково.

Кроме ОУ. усилитель содержит фазо-инверсные каскады на транзисторах разной структуры VT4, VT5. Вместе с ними транзисторы VT6 - VT9 выполняют функцию усилителей тока, работающих в классе АВ. Верхний по схеме усилитель охвачен последовательной ООС: она подается с выхода на инвертирующий вход ОУ (вывод 2 микросхемы DA1) через делитель R3R1; нижний по схеме усилитель охвачен параллельной ООС через резистор R18.

Выходное напряжение мостового усилителя определяется суммой выходного напряжения двух ОУ (падением напряжения на переходах затвор - исток можно пренебречь). Для увеличения выходного напряжения применено "следящее" питание ОУ. изменяющееся синхронно с его выходным сигналом. При отсутствии входного сигнала напряжение в точке соединения стабилитронов VD1 и VD2 равно нулю. При этом на выводах 7 и 4 микросхемы DA1 напряжение питания поддерживается равным 15 В благодаря стабилизаторам, выполненным на транзисторах VT1, VT2. Появление на выходе усилителя сигнала приводит к синфазному смещению питающих напряжений ОУ. в связи с чем ограничения сигнала ОУ не происходит. Таким образом происходит увеличение выходного напряжения ОУ примерно вдвое.

Резистор R7 соединяет стабилитроны VD1, VD2 с выходом усипителя, его сопротивление при необходимости подбирают при настройке, заменив его переменным (сопротивлением 3 - 5 кОм). Подавая на вход УМЗЧ сигнал от генератора звуковой частоты, устанавливают максимально возможное неискаженное напряжение на выходах обоих плеч усилителя (контроль по осциллографу). При этом надо помнить, что чрезмерное уменьшение сопротивления может нарушить устойчивость усилителя.

Резисторы R6, R8, R9 и транзистор VT3 создают начальное смещение на затворах транзисторов усилителя тока. Изменяя положение подстроечного резистора R8. можно регулировать значение тока покоя выходного каскада в широких пределах. Транзистор VT3 служит для термостабилизации режима, ему необходимо обеспечить тепловой контакт с теплоотводами транзисторов.

Для достижения малых искажений транзисторы VT4 - VT9 желательно подобрать попарно, для чего снимают зависимость тока стока при различных значениях тока затвора при Uси = 10 В. Желательно провести измерения в нескольких точках. В одном каскаде устанавливают транзисторы с близкими характеристиками.

Резисторы R1, R3, R16, R18 - С2-29В с допуском 1% (можно до 2%). Остальные резисторы - любого типа с допуском не более 10%. Микросхему К140УД11 можно заменить на К154УДЗА без каких-либо изменений в схеме, но, возможно, потребуется соответствующая высокочастотная коррекция. ОУ К154УДЗА по своим частотным свойствам более предпочтителен, хотя не исключено, что уменьшится максимальная выходная мощность УМЗЧ.

Выходные транзисторы нужно установить на теплоотводы с поверхностью не менее 600 см2 для каждого транзистора. Автор использовал в своей конструкции игольчатые радиаторы с принудительным охлаждением от небольшого вентилятора. В этом случае оказалось достаточным использовать радиатор небольших размеров.

Правильно собранный усилитель начинает работать сразу, нужно только выставить токи покоя обоих плеч усилителя около 200...250 мА и максимально возможную амплитуду выходного сигнала подбором резистора R7.

Достаточно просто можно увеличить мощность усилителя вдвое - до 200 Вт - удвоением числа транзисторов выходных каскадов (VT8. VT9). Для равномерного распределения токов в эмиттерные цепи этих транзисторов надо включить уравнивающие резисторы сопротивлением 0.1...0,2 Ом.

Литература

1. Схемотехника устройств на мощных полевых транзисторах. Справочник. Под ред. В. П. Дьяконова. - М: Радио и связь, 1994.
2. chip-dip.ru/catalog/index.html
3. Корзинин М. Схемотехника усилителей мощности звуковой частоты высокой верности. - Радио. 1997. № 3. с. 15 - 17.

Автор: Н.Рекунов, г.Тольятти Самарской обл.

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Случайная новость из Архива Емкие промышленные SSD Slim SATA от Virtium 10.02.2013 Сетевое оборудование и промышленные встраиваемые системы - вот основные области применения твердотельных накопителей StorFly 200, представленных компанией Virtium. По словам производителя, Virtium StorFly - самые емкие промышленные SSD типоразмера Slim SATA (MO-297). Объем накопителей достигает 512 ГБ. При этом они занимают лишь 15% того места, которое необходимо накопителям типоразмера 2,5 дюйма, поскольку их габариты равны 54 x 39 x 4 мм. Производитель предлагает накопители четырех классов: CE, RE, XE и PE. В первом случае используется флэш-память MLC NAND потребительского класса, чем объясняется заявленное значение гарантированного общего объема записи 36 ТБ (здесь и далее приведен показатель для SSD объемом 256 ГБ). В накопителях RE используется флэш-память MLC NAND промышленного класса, что позволило увеличить срок службы до 90 ТБ. Еще больше - 700 ТБ - показатель максимального объема записи у накопителей XE, в которых используется флэш-память MLC NAND промышленного класса "повышенной долговечности". Наконец, в накопителях PE используется флэш-память типа SLC NAND. Эти накопители выдерживают запись 1825 ТБ. Накопители CE выпускаются объемом 32-512 ГБ, RE - 16-512 ГБ, XE и PE - 8-256 ГБ. Что касается производительности, все SSD демонстрируют последовательное чтение со скоростью до 250 МБ/с. Накопители первых трех классов могут записывать данные со скоростью до 190 МБ/с, четвертого - до 200 МБ/с. Производительность на операциях чтения равна 12000-15000 IOPS, на операциях записи - 2000 IOPS. Миниатюрные накопители доступны в двух модификациях, рассчитаных на работу в диапазонах температур от 0 до 70 °С и от -40 °С до +85 °C.

Другие интересные новости:

▪ Азиаты любять роскошь

▪ SONY ELECTRONICS платит за прошлые ошибки

▪ Утвержден единый стандарт зарядных устройств для всех гаджетов

▪ Электротурбины от Формулы-1 для дорожных машин

▪ Рекорд дальности поездки водородного поезда

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудиотехника. Подборка статей

▪ статья Энергетический кризис, его демографические и социальные последствия. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Можно ли увидеть восход и закат Земли на Луне? Подробный ответ

▪ статья Тракторист. Должностная инструкция

▪ статья Генераторы-сигнализаторы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок зарядки мощной батареи конденсаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026