CAP. 1.GENERALITĂŢI (AMPLIFICATOARE DE AUDIOFRECVENTA) .. 2

CAP. 1.1. NOŢIUNI GENERALE .......................................................... 2

CAP. 1.2. CLASIFICAREA AMPLIFICATOARELOR ................................. 3

CAP. 1.3. AMPLIFICATOARE DE PUTERE ............................................ 5

CAP. 1.4. AMPLIFICATOR REALIZAT CU TRANZISTOR BIPOLAR ........... 8

CAP. 1.5. AMPLIFICATOARE DE PUTERE DE AUDIOFRECVENTA

IN CONTRATIMP....................................................................................................... 12

CAP. 2. PĂRŢI COMPONENTE ( PIESE ELECTRONICE ) : ................. 16

CAP. 2.1. TRANZISTORUL (BC 171; 2N3055)...................................... 16

CAP. 2.2. DIODA STABILIZATOARE (1N4001)..................................... 18

CAP. 3.DATE DE CATALOG (BC 171; 2N3005) .................................................... 19

CAP. 4.FUNCTIONAREA SCHEMEI ....................................................................... 22

CAP. 5.ANEXE : ......................................................................................................... 26

AMPLIFICATOR AUDIO DE 10W cu TDA2822M

CAP. 6. BIBLIOGRAFIE .......................................................................................... 31

CAP. 1. GENERALITĂŢI (AMPLIFICATOARE DE AUDIOFRECVENTA)

CAP. 1.1. NOŢIUNI GENERALE

Prin amplificare se înţelege procesul de mărire a valorilor instantanee ale unei puteri sau ale altei mărimi, fara a modifica modul de variaţie a marimii in timp si folosind energia unor surse de alimentare.

Dupa natura dispozitivelor utilizate in procesul de amplificare se poate vorbi de amplificare electrica, amplificare magnetica, amplificare electromagnetica si amplificare electronica. Circuitele de amplificare ce fac obiectul acestui capitol sunt circuite care amplifica electric prin semiconductibilitate daca sunt realizate cu tranzistoare bipolare sau amplifica electronic daca sunt realizate cu tuburi electronice.

Amplificarea electrica se bazeaza pe proprietati electrice de material, iar cea electronica se bazeaza pe modificarea intensitatii unui curent de electroni prin variatia tensiunilor aplicate unor electrozi de comanda (grile).

In amplificatoarele reale semnalele sunt distorsionate, adica forma semnalului de iesire difera de forma de unda a semnalului de intrare. Performantele unui amplificator sunt apreciate prin caracteristici si parametri care se refera la:

· distorsiunea formei de unda a semnalelor;

· marimea amplificarii in putere, tensiune sau curent;

· stabilitatea functionarii amplificatorului;

· sensibilitatea la zgomotele exterioare;

· zgomotele interne;

· natura dispozitivelor si regimul de functionare al acestora, structura interna, numarul de etaje etc.

Este important ca valorile unor parametri sau forma unor caracteristici sa se modifice cât mai putin la schimbarea componentelor, la variatia tensiunii surselor de alimentare sau a conditiilor de mediu.

CAP. 1.2. CLASIFICAREA AMPLIFICATOARELOR

Clasificarea amplificatoarelor se poate face după mai multe criterii:

a) Dupa frecventa semnalelor, amplificatoarele pot fi impartite in: amplificatoare de curent continuu (c.c.) si amplificatoare de curent alternativ (c.a.)

Amplificatoarele de curent continuu amplifica semnale având o variatie arbitrara si oricât de lenta, dar pot sa lucreze si cu semnale de curent alternativ de joasa frecventa.

Amplificatoarele de curent alternativ au in structura cuplaje care nu permit trecerea componentelor c.c. Se clasifica dupa domeniul frecventelor semnalelor in:

· amplificatoare de audiofrecventa cu banda cuprinsa intre zeci de Hz si zeci de KHz; sunt considerate ca amplificatoare de joasa frecventa;

· amplificatoare de videofrecventa cu banda de la aproximativ 20 Hz la 30 MHz;

· amplificatoare de radiofrecventa care sunt destinate amplificarii semnalelor cu frecvente mai mari de 100 KHz.

Daca se tine cont de latimea benzii de frecventa, amplificatoarele de c.a. se impart in:

– amplificatoare de banda ingusta;

– amplificatoare de banda larga.

Primele au banda mica in raport cu frecventa centrala din banda, iar cele de banda larga au banda comparabila cu frecventa centrala.

b) Dupa natura sarcinii cuplata la iesirea amplificatorului, amplificatoarele sunt: aperiodice care au sarcini neselective (amplificatoare de audiofrecventa si videofrecventa) si selective (acordate) la care banda ingusta se obtine pe seama raspunsului circuitului rezonant.

c) Dupa natura marimii amplificate, amplificatoarele se impart in: amplificatoare de tensiune, de curent si de putere.

d) Dupa nivelul semnalului, amplificatoarele se impart in:

– amplificatoare de semnal mic caracterizate printr-o dependenta liniara a semnalului de iesire de semnalul de intrare, incât pentru analiza lor pot fi utilizate modele liniare pentru dispozitivele electronice, modele ce considera parametrii constanti cu valori determinate in punctul static de functionare;

– amplificatoare de semnal mare caracterizate printr-o dependenta neliniara a semnalului de iesire de semnalul de intrare, iar la analiza si proiectarea lor se folosesc familii de caracteristici de terminal si metode grafo – analitice.

e) După clasa de funcţionare, amplificatoarele se impart in: amplificatoare in clasa A, B, AB, C. Clasele de functionare sunt de fapt, regimuri de lucru ale amplificatoarelor ce depind de pozitia punctului static de functionare si de amplitudinea semnalului.

Observatie. Exista si alte clase de funcţionare. De exemplu, amplificatoarele (etajele) selective de putere lucrează in clasele C, S si D.

CAP. 1.3. AMPLIFICATOARE DE PUTERE

Amplificatoarele de putere se caracterizează prin faptul că lucrează cu semnale mari, astfel încât să se obţină o putere utilă cât mai mare într-o sarcină dată.

De regulă sarcina este constituită dintr-un releu, servomotor sau difuzor, ceea ce face ca rezistenţa pe care se debitează putere să fie cuprinsă între 1 Q şi 100 H. Domeniul căruia îi aparţine puterea utilă se întinde de la sute de miliwaţi până la sute de waţi.

Este evident că pentru a obţine aceste puteri, punctul de funcţionare va avea excursii relativ mari, lucru care are trei consecinţe :

— calculul nu mai poate fi făcut cu parametrii de semnal mic, deoarece

aceştia suferă variaţii importante ;

— întrucât punctul de funcţionare intră în regiunile neliniare, sau

în domeniile lor adiacente, trebuie impus un grad de distorsiuni admisibil;

— există riscul de a scoate tranzistorul din regiunea în care lucrează

stabil, ceea ce poate duce la distrugerea acestuia.

La aplicaţiile care necesită comanda unui releu sau servomotor, distorsiunile nu constituie un criteriu limitativ (ca de exemplu la amplificatoarele de audiofrecvenţă, unde se urmăreşte o redare cât mai fidelă a programelor, înregistrărilor etc).

Amplificatoarele de putere se împart în trei categorii:

— amplificatoare liniare (clasă A), caracterizate prin faptul că toate

tranzistoarele lucrează tot timpul în regiunea activă normală a caracteristicilor (aici prin ,,liniar" trebuie înţeles că se urmăreşte obţinerea unei

relaţii cât mai liniare între intrarea şi ieşirea amplificatorului) ;

— amplificatoare cvasiliniare (clasă B şi clasă AB) la care unele

tranzistoare pot fi blocate sau saturate în anumite intervale de timp, dar

ieşirea circuitului depinde totuşi printr-o relaţie liniară de intrare;

— amplificatoare neliniare (clasă C şi clasă D), unde cel puţin în

anumite momente din timp relaţia ieşire-intrare este neliniară.

Un alt criteriu de clasificare este după conexiunea în care lucrează tranzistoarele de putere. Astfel, conexiunea EC are posibilitatea de a da amplificarea în putere cea mai mare .

Conexiunea BC oferă o amplificare în putere ceva mai mică (circa 25—30 dB, faţă de 35—40 dB în cazul conexiunii EC), dar prezintă avantajul unui comportări mai bune cu frecvenţa. Aceasta o face utilă în aplicaţiile la care trebuie furnizată o putere însemnată la frecvenţe mari.

Conexiunea CC, deşi are amplificarea în putere cea mai mică (în jur le 15—20 dB), este utilizată destul de des din două motive :

— are o rezistenţă de ieşire foarte mică, ceea ce uneori face inutil transformatorul de ieşire, sarcina fiind legată direct;

— gradul de distorsiuni este redus, datorită reacţiei negative locale.

Prezintă totuşi dezavantajul ca având amplificarea în tensiune subunitară, necesită la intrare semnale cu amplitudine mare.

In cele ce urmează se va considera cazul amplificatoarelor de putere in conexiune EC şi una din chestiunile care trebuie abordate este delimitarea în planul caracteristicilor a suprafeţei efective de lucru, conform figurii 1.

Astfel, aria este delimitată în primul rând de hiperbola de disipaţie PdM — icUcE (se presupune că puterea disipată în joncţiunea emitor-bază este neglijabilă faţă de cea a joncţiunii colector-bază). După cum s-a arătat, puterea disipată maximă depinde de temperatură, ceea ce explică translaţia hiperbolei pe poziţia punctată, la o creştere a temperaturii ambiante (în cazul utilizării unui radiator, are loc o translaţie în sens invers).

A doua delimitare se face prin dreapta de saturaţie, care este locul în care se despart curbele, la tensiuni uCE mici.

Inversul pantei acestei drepte este proporţional cu rezistenţa de saturaţie a colectorului, care este constituită în cea mai mare măsură din rezistenţa de volum a materialului colectorului. I, a

tranzistoarele de putere ea trebuie să fie cât mai mică posibil (la cele construite pe siliciu este de câţiva ohmi, iar la cele pe germaniu, de fracţiuni de ohm).

A treia limitare apare la curenţi mari de colector, unde valoarea lui (3 scade atât de mult încât amplificarea devine neglijabilă. Aceasta se traduce prin teşirea (tăierea) vârfurilor sinusoidei amplificate. La unele tipuri de tranzistoare acest fenomen apare după depăşirea curentului de colector maxim admisibil.

In al patrulea rând, se delimitează aria prin acelaşi fenomen de aplatizare a vârfurilor (de jos, de data aceasta) ale sinusoidei, care apare prin reducerea parametrului la intrarea tranzistorului în tăiere.

In fine, mai trebuie considerată valoarea maximă admisă a tensiunii, pentru a evita distrugerea prin străpungere a tranzistorului (se ia din catalog).

O ultimă chestiune care mai trebuie precizată este notaţia care a fost folosită în acest subcapitol şi anume :

Pa — puterea medie disipată în tranzistor ;

PdM — puterea disipată maxim admisibilă ;

Pdo — puterea disipată în absenţa semnalului;

P'd — puterea disipată în condiţii de semnal maxim ;

Ps — puterea de curent alternativ debitată în sarcină ;

Po — puterea de curent continuu absorbită de la sursa de aliment,

Se mai definesc următoarele mărimi:

— randamentul de lucru (sau, pur şi simplu, randamentul)

=Ps/Po.

— eficienţa comercială

= (Ps/Pd)max.

care este maximul raportului dintre puterea dată în sarcină şi puterea dată de tranzistor în timpul funcţionării cu semnul (de remarcat că întotdeauna Pdmax = P'd, de unde precauţia de notaţie)

CAP.1.4. AMPLIFICATOR REALIZAT CU TRANZISTOR BIPOLAR

a) Schema tipica

Schema tipica a unui amplificator de audiofrecventa de semnal mic realizat cu tranzistor bipolar este prezentata in fig. 7.

a) – semnal b) – raspuns

Fig. 7. Amplificator de audiofrecventa de semnal mic realizat cu tranzistor bipolar

Tranzistorul T functioneaza in conexiune EC (emitor comun). Sursa de semnal sinusoidal furnizeaza tensiunea vg = Vgsin(t) ce reprezinta semnalul de amplificat. In mod uzual semnalul provine fie de la traductor acustico-electric (ex. micro-fonul) fie de la un etaj de amplificare precedent. Semnalul se aplica la intrarea II’ a amplificatorului prin condensatorul de cuplaj de la intrare CI cu rolul de a separa sursa de semnal de intrarea II’ in ce priveste componenta de c.c. Daca sursa de semnal este un etaj de amplificare, tensiunea de iesire a acestuia contine si o

componenta continua care poate modifica punctul static de functionare al tran-zistorului T. Tensiunea alternativa vg de la intrarea II’ constituie semnalul de intrare in etajul de amplificare considerat.

Divizorul format din rezistentele RA si RB are rolul de a polariza (stabili punctul static de functionare) tranzistorul, adica de a furniza tranzistorului (jonctiunea BE) tensiunea de polarizare VBE. Divizorul realizeaza tensiunea VBE aplicându-se pe el tensiunea de la sursa comuna de colector Vcc.

Rezistenta RC este rezistenta de sarcina a tranzistorului. De pe ea se culege tensiunea de semnal amplificata.

Rezistenta RE din emitorul tranzistorului serveste la stabilizarea punctului static de functionare in raport cu variatiile de temperatura ce afecteaza tranzistorul.

Condensatorul CE de decuplare a rezistentei de emitor are rolul de a scurtcircuita rezistenta RE pentru componenta de semnal a curentului de emitor. Daca lipseste CE, pe RE are loc o cadere de tensiune alternativa ceea ce duce la micsorarea semnalului de iesire, deci implicit, la micsorarea amplificarii.

Condensatorul de decuplaj la iesire CO realizeaza separarea in c.c. a iesirii etajului de amplificare de sarcina RL a amplificatorului care, de cele mai multe ori, este rezistenta de intrare a etajului de amplificare urmator. RL mai poarta numele si de rezistenta de sarcina utila. Condensatorul CO blocheaza componenta continua existenta intre colectorul tranzistorului si masa sa fie transmisa sarcinii utile.

Condensatoarele CI, CE, CO au capacitatile suficient de mari pentru ca sa se comporte practic ca un scurtcircuit la frecventa minima din banda. Etajul de amplificare din fig. 6.9. se numeste cu cuplaj RC datorita grupurilor RB, CI si RL, CO.

b) Polarizarea tranzistorului

Pentru a functiona corect ca amplificator, tranzistorul T trebuie polarizat (alimentat in c.c.) astfel ca punctul static de functionare sa fie plasat in zona centrala a regiunii active directe. In felul acesta punctul de functionare dinamic poate explora un domeniu larg al caracteristicilor fara a patrunde in zonele de saturatie sau de blocare ale tranzistorului. In practica se utilizeaza o singura sursa pentru polarizarea ambelor jonctiuni (in fig. 7. sursa Vcc).

In fig. 8. este prezentata schema amplificatorului numai cu elementele ce au rol in polarizarea tranzistorului. Conditia pe care trebuie sa o indeplineasca divizorul RA, RB este ca I’B >> IB.

Rezulta: I’B= IA – IB , IA = mIB, unde m >> 1, uzual luându-se m = 10.

Deoarece IB este neglijabil in raport cu curentul IA, divizorul lucreaza practic in gol si deci:

.

Fig. 8. Schema pentru studiul polarizarii tranzistorului

Rezulta ca VB este independent de IB.

c) Calculul elementelor din schema.

Pentru a face calculul elementelor din schema amplificatorului (fig. 8) trebuie cunoscut, in primul rând, punctul static de functionare M(VBE, IB, VCE, IC) . El se alege in zona centrala a regiunii active directe pentru a permite punctului dina-mic de functionare sa evolueze in planul caracteristicilor de iesire, cât mai amplu si simetric de o parte si de alta a lui M.

Pentru alegerea PFS (punct de functionare static) se folosesc caracteristicile statice ale tranzistorului (exista cataloage care recomanda PFS).

Rezistenta de colector RC se alege astfel incât caderea de tensiune continua pe ea sa fie VCE (sau in jurul acesteia). Scopul este de a obtine o tensiune alternativa vCE simetrica in cele doua alternante si de amplitudine cât mai mare. Dupa alegerea PFS si m, elementele aferente sistemului de polarizare se determina pe baza relatiilor.

RC = ; (a) ; RE = ; (b) ; VCC = VCE + (RL + RE)IC (c)

RB = (d) ; RA = (e) .

Observatie:

Nu este obligatoriu sa folosim relatiile (d) si (e) cu valoarea m aleasa in (b). In orice caz, eficienta stabilizarii lui M creste cu m, dar in acelasi timp se majoreaza si puterea absorbita de divizorul RA, RB. Capacitatile CI si CO trebuie sa fie mari, astfel incât reactantele lor, chiar la frecventa minima de semnal, sa fie mult mai mici decât rezistenta cu care este conectata in serie si de pe care se culege semnalul spre a fi transmis mai departe.

– Rezistenta de iesire a etajului este raportul dintre tensiunea de iesire in gol si curentul de scurtcircuit la poarta de iesire.

CAP. 1.5. AMPLIFICATOARE DE PUTERE DE AUDIOFRECVENTA IN CONTRATIMP

a) Amplificator in contratimp cu transformator de iesire

Schema amplificatorului in contratimp cu transformator de iesire, realizat cu tranzistoare bipolare este prezentata in fig. 10. Etajul poate functiona in clasele A, AB, B in functie de pozitia punctului static de functionare fixata cu divizorul rezistiv (R1, R2). Tranzistoarele T1, T2 se considera identice:

Fig. 10. Amplificator in contratimp cu transformator de iesire

Caderea de tensiune VR1 se aplica prin intermediul infasurarilor secundare ale lui TR1 jonctiunilor BE ale celor doua tranzistoare. Tensiunea de semnal ce se aplica la intrare, v1, se transforma in tensiunile v1,1 si v1,2 aflate in antifaza, de amplitudini considerate egale, deci v1,1

este egal cu – v1,1 si care constituie tensiunile de intrare pentru tranzistoarele T1 si T2 . Tranzistorul T1 conduce in alternanta pozitiva a lui v1 (alternanta pozitiva a lui v1,1), iar T2 conduce in alternanta negativa a lui v1 (alternanta pozitiva a lui v1,2), rezultând curentii iC1 si iC2 reprezentati in fig. 10. Rezistenta RL este strabatuta de curentul iL, unde:

iC = iC1 – iC2.

Observatie: In reprezentarea cu linie plina a curentilor iC1 si iC2 nu s-a tinut cont de sensurile curentilor din fig. 10. si care sunt de fapt contrare, lucru . iC2 poate fi reprezentat ca având sens contrar (reprezentat cu linie punctata), caz in care iC = iC1 + iC2.

b) Amplificator in contratimp fara transformator cu tranzistoare complementare simetrice.

Schema simplificata a amplificatorului este prezentata in fig. 11. Amplificatorul lucreaza in clasa B. Caracteristica de transfer idealizata este prezentata in fig. 12, a.

Fig. 11. Amplificator in contratimp fara transformator cu tranzistoare complementare simetrice

Pentru VBE2(on) < vi < VBE1(on) nici unul din tranzistoarele etajului nu se afla in conductie, tensiunea la iesire fiind practic 0. Pentru Vi = VBE1(on) conduce T1, iar pentru Vi = VBE2(on) conduce T2.

Observaţie: Din relaţia vi = vBE + RLiL valabila pentru ambele tranzistoare devine Vi = VBE când acestea sunt blocate, ceea ce justifica faptul ca raportarea functionarii se face la tensiunea vi si nu la vBE.

Zona de insensibilitate poate introduce distorsiuni in semnalul de ieşire, de aceea, pentru înlăturarea acesteia, se foloseşte un amplificator având schema din fig. 13.

Fig. 13. Amplificator in contratimp cu tranzistoare complementare si diode

Spre deosebire de etajul din fig. 11., amplificatorul din fig. 13. nu poseda zona de insensibilitate, caracteristica fiind cea din fig. 12, b. Anularea zonei de insensibilitate se face prin introducerea celor doua diode D1 si D2, care, aflate in conductie, determina caderile de tensiune VD1 si VD2, de aproximativ 0,6V fiecare, cu rol in polarizarea tranzistorului T1.

Randamentul amplificatoarelor in contratimp este mult mai mare decât al amplificatoarelor in clasa A, el putând ajunge la valori pâna la 78%.

CAP. 2. PĂRŢI COMPONENTE ( PIESE ELECTRONICE ) :

CAP. 2.1. TRANZISTORUL (BC 171; 2N3055)

Definiţie

Tranzistorul sau trioda cu cristal, cu s-a numit la început, este un dispozitiv cu trei zone semiconductoare, in linii mari fiind ca o asociere de doua diode. Zonele semiconductoare pot fii P (pozitive), N (negative). Aceasta echivalenta fictiva este prezentata in figura 1. in realitate, schema echivalenta din dreapta figurii nu este utila decât la verificarea sumara cu ajutorul ohmmetrului a stării tranzistorului. Tranzistorul prezintă trei contacte (terminale) numite : emitor (E), baza (B), colector (C).

Modul de funcţionare. Curentul din circuitul format de colector si emitor depinde de curentul „injectat” in baza, dar variaţia curentului de colector este mult mai mare decât cea a curentului din baza (tranzistorul amplifica).

Avantaje: dimensiuni reduse, alimentare economica, utilizări in diverse scopuri.

Tipuri de tranzistoare

Tranzistorul de tip PNP (figura 1.a.)este format dintr-un cristal de germaniu sau alt semiconductor dopat astfel cu impurităţi încât se obţin trei regiuni distincte : regiunea centrala de tip N numita baza, foarte îngusta (0.01 mm) si, doua regiuni laterale de tip P numite emitor si colector, de o lăţime mai mare, fiind dopate cu impurităţi ceea ce ii conferă o rezistenta mica.

Tranzistorul de tip NPN (figura 1.b.) se comporta identic cu tipul PNP, cu observaţia ca sursele de polarizare se conectează pe electrozi cu polarităţi inversate, iar transferul de la emitor la colector nu mai este asigurat de goluri, ci de electroni, ca purtători majoritari de sarcini.

Purtătorii minoritari formaţi din goluri produc un curent mult mai mic, care va fi neglijat. Aceste goluri aflate in mijlocul bazei, vor trece spre emitor, recombinându-se cu electronii.

Amplificarea tranzistorului apare pentru ca un curent de emitor IE este transferat cu foarte mici pierderi dintr-un circuit cu o rezistenta mica intr-un circuit cu o rezistenta mare. De aici deriva si numele de tranzistor (TRANsfer reZISTOR).

In regim de funcţionare activ normal, in joncţiunea BE care este polarizata direct, iar joncţiunea BC, invers, factorul static de amplificare in curent a = Io/IE, iar in tensiune a = Ries/Rintr..

Factorul b , un parametru al tranzistorului, reprezintă o amplificare in curent, definita ca raportul intre variaţia curentului de colector si variaţia curentului de baza (cu tensiunea de colector constanta ) conectând un tranzistor PNP cu emitorul comun (EC). O variaţie mica a curentului de baza provoacă o variaţie mare a curentului de colector. Aceasta este valabil si tranzistorul de tip NPN.

Moduri de conectare. Exista trei moduri fundamentale de contare ale tranzistorului in circuit, aşa cu se prezintă in figura 2. : emitor comun, baza comuna si colector comun. Cel mai folosit in practica este circuitul cu emitor comun, deoarece oferă un câştig de tensiune si amplificare de putere ridicata.

CAP. 2.2. DIODA STABILIZATOARE (1N4001)

Cele mai des folosite diode semiconductoare sunt diode le redresoare .

Ele funcţionează datorita proprietăţii de a se comporta diferit la tensiuni de polarizare directe şi tensiuni de polarizare inverse.

Astfel la tensiuni de polarizare directe rezistenţa directă este foarte mică iar la polarizarea inversă rezistenţa inversă este foarte mare.

CAP. 3. DATE DE CATALOG (BC 171; 2N3055)

LISTA SIMBOLURILOR UTILIZATE :

VCEO – TENSIUNEA MAXIMA COLECTOR-EMITOR CU BAZA IN GOL

VEBO – TENSIUNEA MAXIMA EMITOR-BAZA CU COLECTORUL IN GOL

IC – CURENT DE COLECTOR

Ptot – PUTERE TOTALA

Tj – TEMPERATURA JONCTIUNII

ICBO – CURENT REZIDUAL COLECTOR-BAZA

H21E – VALOARE STATICA A AMPLIFICARII DE CURENT

VRRM - TENSIUNE INVERSA REPETITIVA MAXIMA

ITO – CURENT CONTINUU DIRECT

ITRM – CURENT DE VARF REPETITIV IN CONDUCTIE

ITSM – CURENT DE SUPRASARCINA ACCIDENTAL IN CONDUCTIE

VGT- TENSIUNEA DE POARTA DE AMORSARE

IGT – CURENT DE POARTA DE AMORTIZARE

ton – TIMP DE INTRARE IN CONDUCTIE PRIN CONTROL DE POARTA

VRM – TENSIUNE INVERSA MAXIMA

IFAV- CURENT MEDIU IN SENS DIRECT

VF- TENSIUNE IN DIRECT

IF – CURENT DIRECT

trr – TIMP DE REVENIRE INVERSA

Tamb- TEMPERATURA MEDIULUI AMBIANT

IO – CURENT MEDIU REDRESAT

VRRM - TENSIUNE INVERSA REPETITIVA MAXIMA

VR – TENSIUNE INVERSA

IFRM – CURENT DIRECT MAXIM REPETITIV

IFSM – CURENT MAXIM DIRECT ACCIDENTAL DE SUPRASARCINA

IR – CURENT INVERS

Capsula

Tranzistoare cu siliciu de joasa frecventa, de putere (2N3055)

Curentul de baza 7A

Puterea totala disipata 117W

Temperatura joncţiunii 200oC

Temperatura de stocare -65…+200oC

Rezistenta termica joncţiune-capsula 1.5 oC/W

CARACTERISTICI STATICE

Câştigul static in curent TA = 25 oC

VCE = 4V. IC = 4A h21E = 20…70 VCE = 4V, IC =10A h21E > 5

Tensiunea de menţinere colector-emitor VCEOsus > 60V

IC = 200mA

Tensiunea de saturaţie colector-emitor VCEsat < 1.1V

IC = 4A, IB = 0.4A

Tensiunea emitor baza VBE < 1,8V

VCE = 4A, IB = 0.4A

Curentul rezidual de colector

VBE = 100V, -VBE = 0.5V, ICEX <30mA VCE = 30V, ICEO<0.7mA

Tc = 150 oC

Curentul rezidual de emitor IBEO < 5mA

VEB = 7V

Acest tranzistor este destinat utilizării in circuite de comutare de putere, regulatoare, surse de alimentare, amplificatoare de înalta fidelitate etc.

El a fost astfel proiectat, încât sa poată funcţiona la parametri maximali fără a se distruge datorita tensiunilor de străpungere secundare.

CAP. 4. FUNCTIONAREA SCHEMEI

S-a arătat că un tranzistor polarizat în regiunea activă normală a caracteristicilor se comportă în circuitul emitor-colector ca un generator de curent constant. Dacă însă peste tensiunea continuă aplicată joncţiunii emitor-bază se aplică un semnal alternativ, a cărui amplitudine este mult mai mică decât UBe (ceea ce uneori se numeşte /condiţia de semnal mic), este evident că şi curentul de emitor va varia în ritmul semnalului, în jurul valorii stabilite de punctul static de funcţionare.

Fig. 1. Circuit de amplificare în conexiune EC - montaj clasic de amplificator, utilizând un tranzistor în conexiune EC.

În continuare, curentul de colector va păstra această variaţie în jurul valorii sale de dinaintea aplicării semnalului şi dacă în circuitul de colector se conectează o rezistenţă, căderea de tensiune la bornele acesteia va prezenta, pe lângă componenta continuă, şi o componentă alternativă.

Dacă rezistenţa din colector este suficient de mare, tensiunea alternativă care se culege la bornele ei poate fi de circa 100 ori mai mare decât semnalul aplicat, ceea ce înseamnă că se obţine o amplificare importantă.

In figura 1 este desenat un montaj clasic de amplificator, utilizând un tranzistor in conexiune EC.

După cum se vede, baza este polarizată prin divizorul RR2, iar în emitor există rezistenţa R4 pentru a stabiliza punctul static în raport cu variaţiile temperaturii. Rezistenţa R3 are rol şi în polarizare, dar ea este rezistenţa de sarcină, la bornele căreia apare semnalul amplificat. Condensatorul C4 are rolul de a pune emitorul la masă din punct de vedere alternativ, adică la frecvenţa de lucru reactanţa lui este mult mai mică dccît valoarea rezistenţei R±. Din acest motiv el se numeşte condensator de decuplareCondensatoarele Cx şi C3 au rolul de a bloca componentele continue de ia intrare, respectiv ieşire, izolând etajul de generator şi respectiv de etajul următor din punct de vedere continuu. Ele se comportă în curent alternativ ca nişte scurtcircuite, servind la aducerea semnalului pe bază şi respectiv extragerea semnalului amplificat din colector. Din acest considerent ele se numesc şi condensatoare de cuplaj. Grupul Ug, Rg reprezintă tensiunea electromotoare şi respectiv rezistenţa internă a generatorului de semnal.Tensiunea alternativă U1 care apare la intrarea etajului se aplică de fapt joncţiunii emitor-bază (prin Ct şi C4, care se comportă ca nişte scurtcircuite). Ea modulează în ritmul ei curentul de emitor şi cel de colector, aşa cum se observă din figura 2, unde semnalul s-a presupus sinusoida

Fig.2.Variatia in timp a tensiunii baza –emitor

Tensiunea de ieşire U2 poate fi privită fie drept căderea de tensiune cu semn schimbat (a curentului de colector si a tensiunii colector emitor de sarcină ( întrucât în curent alternativ borna + Ec este la masă, bateria comportându-se ca un scurtcircuit), fie drept căderea de tensiune între colector şi emitor. Fie că se raţionează pe o variantă sau pe cealaltă, este clar că la creşterea curentului de colector corespunde scăderea tensiunii U2 şi viceversa.

Fig. 3. Deplasarea punctului de funcţionare în planul ic— uCE.

Rezultă ca tensiunea de ieşire este în antifază cu tensiunea de intrare, şi totodată în antifază cu curentul de colector.

Întrucât regimul sinusoidal se suprapune peste cel continuu, se pot scrie ecuaţiile :

UBE = UBE + Ube sin wt

uCe = uce + Uce sin (wi + tt) = UCE — Uce sin w t

Cu ajutorul cărora se determină limitele M şi N între care variază punctul de funcţionare pe dreapta de sarcină, în jurul poziţiei Q de repaus, ştiind că sin cot este cuprins între — 1 şi +1. Desenul corespunzător este prezentat în figura 3.

Prin definiţie, locul geometric descris de punctul de funcţionare atunci cînd pe bază se aplică un semnal oarecare se numeşte caracteristică dinamică.

în cazul de faţă, acest loc geometric este segmentul MN, ale cărui capete sînt simetrice faţă de Q (întrucît şi semnalul aplicat este simetric faţă de axa timpului).

CAP. 5. ANEXE :

AMPLIFICATOR AUDIO DE 10W

-INTEGRAT: TDA2822M

CAP. 6. BIBLIOGRAFIE

v Circuite integrate liniare vol. 3, Ed. Tehnium Bucureşti

v Miron C., Introducere în circuite electronice, Editura Dacia, Cluj-Napoca,

v Oltean, G., Miron, C., Gordan, Mihaela, Hotoleanu, M., Dispozitive si circuite electronice. Îndrumător de laborator, II. Multiplicare UTCN, 1999;

v Miron,C., Oltean, G., Gordan, Mihaela, Dispozitive si circuite electronice, --- Culegere de probleme, Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca, 1999;

v Lungu,S., s.a. - Electronica. Culegere de probleme Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca, 1993;

v Ciugudean, M., ş.a. – Electronică aplicată cu circuite integrate analogice. - Dimensionare., Editura de Vest, Timişoara,1991;

v Ciugudean, M., ş.a. – Stabilizatoare de tensiune cu circuite integrate liniare. Dimensionare, Editura de Vest,Timişoara, 2001;

v www.datasheetcatalog.com

v www.google.ro

v www.elforum.ro