Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 5 - Linjära förstärkare med transistorer, av Ragnar Forshufvud och Per Olof Leine
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Hollektorförlusl P
Fig. 17. Den termiska stabiliteten framgår då
kol-lektorförlusten avsattes som funktion av
transistorns övertemperatur; P, stabil jämviktspunkt, P,
labil jämviktspunkt.
åt sambandet mellan omgivningstemperatur
och kristalltemperatur. Så länge transistorns
arbetspunkt håller sig någorlunda konstant,
kan effektutvecklingen i transistorn betraktas
som konstant, och kristalltemperaturen
kommer då att överstiga omgivningstemperaturen
med ett visst konstant belopp.
I praktiken kommer emellertid strömmen
genom transistorn att öka vid höjd temperatur.
Ökad ström kan i sin tur ge upphov till ökad
uppvärmning av kristallen, och man inser lätt
att ett tillstånd kan uppstå, där ökningen
fortsätter tills transistorn förstörs. Fenomenet är
känt som termisk strömrusning ("thermal
run-away").
En nödvändig förutsättning för att termisk
strömrusning skall inträffa är att
egenupp-värmningen verkligen ökar vid ökad
kollek-torström. I ett fall, där kollektorn matas via
ett motstånd, som ger ett spänningsfall lika
med halva batterispänningen, är termisk
strömrusning otänkbar. När
kollektorströmmen ökar med 1 °/o, minskar samtidigt
kollek-torspänningen med 1 %>, och effektförlusten
i transistorn blir oförändrad. En matematisk
behandling visar lätt att effektförlusten i
transistorn är maximal, just när spänningsfallet
över kollektormotståndet (pius eventuellt
tj- Tomg
emittermotstånd) är lika med halva
batterispänningen.
I praktiken innebär det sagda, att risk för
strömrusning föreligger vid steg, där
belastningen utgöres av en transformator, särskilt
om emittermotstånd saknas, vilket ofta är
fallet vid mottaktkopplade slutsteg i klass B.
Förlusteffekten bestäms i varje ögonblick av
produkten uKiK. I jämviktstillståndet bestäms
temperaturen av förlusteffekten och termiska
resistansen K. Temperaturen påverkar i sin
tur kollektorströmmen I k, fig- 17.
Pt är den stabila jämviktspunkten. Om
kristalltemperaturen ökas genom inre
uppvärmning, så att man överskrider den labila
jämviktspunkten P!: inträffar termisk
strömrusning.
Betraktas transistorn vid en tidpunkt då
ingen signal påtryckes, och den har av en
föregående signal upphettats till Tj, förefinnes
ingen risk för termisk strömrusning om
UkIKK7-^—^ (13)
Dimensioneringsexempel
Som grund för dimensioneringen av ett
effektsteg kan man välja olika faktorer, såsom krav
på låg distorsion, låg strömförbrukning, hög
förstärkning etc. Som exempel skall vi här
ånge dimensionering av ett klass B-steg enligt
svåraste fallets princip, och som
effektbe-gränsande faktor väljs termisk strömrusning.
Det svåraste fallet inträffar vid hög
omgivningstemperatur och när samtidigt den
svåraste kurvformen, fig. 10, varit påtryckt en
viss tid och sedan borttages.
För enkelhetens skull antages att
kollektor-strömmens temperaturberoende helt orsakas av
förändringar i Ijcbo• Vid de höga temperaturer
där risk för strömrusning föreligger, är denna
förenkling i regel berättigad.
Om transistorns viloström i kallt tillstånd
försummas, blir kollektorströmmen
IK = ßeff | IkBO ! Tomg • ek(TJ ~ Tomg) (14)
där ßef/ är stegets effektiva strömförstärkning,
\1kbo I Tomg absolutvärdet av kollektordiodens
backström vid kristalltemperaturen T0mg, Tomg
omgivande luftens temperatur, Tj
kristalltemperaturen och konstanten k kan approximeras
till 0,1.
I punkten Ps gäller
= Uk . ßeff. | / KB0 [ Tomg. ek <r; - W (15)
där K är den termiska resistansen.
Den generella lösningen av (15) visas i fig 18.
Väljes Rb lika med 5 ohm och Re lika med
0,2 ohm blir ßeff = Rb/Re = 25.
Sätt K = 4°C/W (1,5°C/W för transistorn
och 2,5°C/W för kylplåten) och VK= 12 V.
För en transistor av typen OC29 är vid 100°C
I Ikbo I mindre än 20 mA vid — Ukb lika med 14 V
Antag att omgivningstemperaturen maximalt
kan uppgå till 60°C. Enligt en kurva över
103 TEKNISK TIDSKRIFT 1960 H. 5
Fig. 18. Kurva
för beräkning
av
gränstemperaturen för
termisk stabilitet
enligt ekv. (15).
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
