UMZCH sur transistors MIS. Schéma, description

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UMZCH sur transistors MIS. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors

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Il existe deux principaux types de transistors à effet de champ (FET) puissants avec une jonction pn de contrôle : les conventionnels avec une caractéristique courant-tension (CVC) "pentode", et avec une induction statique (SIT) - avec une "triode" . Les transistors SIT sont normalement (c'est-à-dire à Uzi = 0) ouverts. Lorsqu'une polarisation négative est appliquée à la grille, elles fonctionnent comme une triode à vide et donc, sans aucune rétroaction, elles ont une faible résistance de sortie (Rout ~ 1/So). Il s'agit généralement d'une fraction d'ohm. La caractéristique de transfert quadratique de tels transistors à sections linéaires assez longues conduit à la disparition quasi totale des harmoniques paires, et l'utilisation de circuits push-pull assure également la suppression des harmoniques impaires. Le coefficient harmonique est très faible même en l'absence de rétroaction externe, il y a une diminution rapide de l'amplitude des harmoniques supérieures, inhérente aux circuits à tubes. Un autre avantage du SIT est une excellente stabilisation de la température.

Avec une polarisation positive sur l'électrode de commande, le SIT se transforme en réalité en un transistor bipolaire. Le mode de fonctionnement bipolaire permet d'obtenir un Ri plus petit dans la section initiale du CVC, mais conduit à une forte baisse des performances du fait de l'accumulation de charges en excès de porteurs minoritaires dans la structure.

L'industrie des pays de la CEI produit SIT uniquement avec un canal de type n. Le choix de transistors étrangers de cette classe est également très limité. De plus, ces transistors nécessitent des circuits de polarisation spéciaux pour s'assurer qu'ils sont bloqués avant que la tension d'alimentation ne soit appliquée ou que la puissance de drain ne soit retardée.

Actuellement, les transistors MIS conventionnels sont plus courants. L'amplificateur proposé est conçu sur la base de tels transistors et est une version modernisée de l'UMZCH de [1]. Grâce à l'intégrateur dans l'OOS, l'amplificateur a une faible impédance de sortie aux fréquences infra-basses et au courant continu. En raison de l'OOS peu profond couvrant l'étage de sortie, l'influence du haut-parleur sur la sortie UMZCH est minime. La distorsion de surcharge est monotone.

Principales caractéristiques de l'UMZCH:

Puissance de sortie, W .......... 100 ;
Plage de fréquence reproductible, Hz ......... 5...150000
Coefficient harmonique (dans la bande 20...20000 Hz), %, pas plus de .......... 0,5
Tension d'entrée, V .......... 1,0

Le circuit amplificateur est illustré à la Fig. 1. L'amplificateur est inverseur et se compose de deux étages couverts par la protection de l'environnement local. Pour la tension continue, l'amplificateur est couvert par l'OOS à l'aide d'un intégrateur sur DA2. Le premier étage est réalisé sur un amplificateur opérationnel rapide de type K140UD11 (KR140UD11, KR140UD1101) selon un circuit non inverseur. Le gain de l'étage dépend des notes de R3 et R19. Sur les transistors VT1, VT2, VT5, VT6, un amplificateur parallèle est réalisé avec un circuit de polarisation pour R5, R6, VD1, VD2 et des générateurs de courant pour VT3, VT4. En sélectionnant R9, vous pouvez atteindre le mode dit "Ampli sans commutation", c'est-à-dire mode sans coupure des transistors de sortie. Mais il y a un danger de grands courants traversants.

Fig. 1. Schéma de principe de l'amplificateur (cliquez pour agrandir)

L'étage de sortie est réalisé sur les transistors VT7, VT8, recouverts de deux boucles OOS: parallèle OOS pour la tension - via R10 ... R13 et série - pour le courant - via R14, R15. La rétroaction de tension est calculée de manière à ce que les transistors de sortie fonctionnent pratiquement sans coupure de courant. Les figures 2 et 3 montrent des formes d'onde de tension aux grilles des transistors de sortie.

UMZCH sur transistors MIS
Ris.2
Ris.3
L'alimentation de l'étage préliminaire est de ±15 V, il n'est donc pas nécessaire de protéger les jonctions grille-source des transistors à effet de champ (la tension maximale admissible est de ±20 V). La stabilisation thermique de la cascade est assurée par les diodes VD1, VD2, qui sont des éléments du circuit de décalage de niveau.

Détails et conception. Il est souhaitable de réaliser le transformateur d'alimentation sur un circuit magnétique toroïdal (pour un amplificateur stéréo - sur deux transformateurs). Entre les enroulements primaire et secondaire, un enroulement d'écran est enroulé en une couche avec un fil PEL d0,4 mm, l'une de ses sorties est mise à la terre. Il est conseillé de placer le pont de diodes et les condensateurs de filtrage (au moins 10000 XNUMX uF) à une distance minimale de la carte UMZCH (vous pouvez directement dessus). Les fils de l'enroulement secondaire sont dirigés vers la carte dans l'écran.

Pour minimiser la modulation d'amplitude du signal audio par les ondulations d'alimentation, il est souhaitable d'y utiliser des filtres LC en forme de L. Les selfs de filtrage peuvent être réalisées sur le noyau ShLM25x32 ou similaire avec un écart de 1 mm. Ils sont enroulés avec du fil PEL d0,69 mm jusqu'à ce que le cadre soit rempli. L'inductance L1 est bobinée avec un fil d0,69 mm, spire à spire (avant remplissage), sur une résistance R18 (MLT-2).

Les diodes VD1, VD2 sont fixées sur une pâte thermoconductrice sur les radiateurs des transistors de sortie (c'est possible - sous la rondelle pour fixer les transistors de sortie). En tant que VD3, VD4, vous pouvez utiliser n'importe quelle LED rouge, par exemple AL307A (B). Il est souhaitable que les transistors VT5, VT6 soient équipés de drapeaux de dissipateur thermique. Transistors à effet de champ - logiciel Minsk "Integral", il est souhaitable de les sélectionner avec une variation de pente ne dépassant pas 20%. Les transistors BSIT tels que KP959, KP960 conviennent également. Vous pouvez utiliser n'importe quel transistor complémentaire étranger de puissance appropriée et de tension acceptable (par exemple, IRF540 et IRF9540). Résistances R14, R15 - maison, fil, en manganin ou constantan d0,4 ... 0,5 mm. Afin de minimiser leur inductance parasite, un morceau de fil (environ 10 cm) est plié en deux et enroulé par pas de 1,5 mm sur un mandrin d4 mm.

Établissement. Tout d'abord, le courant de repos est réglé et les bras de l'étage de sortie sont symétriques pour le courant continu. Pour ce faire, coupez la connexion entre la sortie DA1 et les bases des transistors VT1, VT2 (il vaut la peine de prévoir un cavalier technologique dans la carte) et connectez temporairement les bases des transistors et la sortie UMZCH au "fil commun". Les curseurs des résistances R5 et R6 sont amenés à la position correspondant à la résistance minimale. Les drains des transistors de sortie comprennent temporairement des résistances filaires de 10 ohms d'une puissance de 10 ... 25 watts. En mesurant la chute de tension à travers eux, réglez le courant de repos requis.

Rétablissez la connexion des bases VT1, VT2 avec la sortie DA1, supprimez le "court-circuit" de la sortie et assurez-vous qu'à la sortie DA1 en l'absence de signal d'entrée, le niveau constant est proche de zéro. Si nécessaire, il est soigneusement ajusté avec l'une des résistances R5, R6. La chute de tension aux bornes des résistances de drain régule finalement le courant de repos des transistors de sortie. Après cela, les résistances de drain sont retirées.

Si nécessaire, la distorsion peut être minimisée en sélectionnant les résistances R12, R13.

littérature

A. Petrov. UMZCH économique avec son "pentode". - Radiomir, 2002, N9, S.Z.

Auteur : A. Petrov, Mogilev ; Publication : radioradar.net

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