Рассчитать ток потребляемый ПТ

09.01.2013, 19:13. **Показов** 6733. **Ответов** 9

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Необходимо рассчитать ток который будет потреблять полевой транзистор в истоковом включении. Если совсем точно, то включается два сбалансированных транзистора.
Схема в прикрепленном файле. Измерить ток я могу, но транзисторы беру на заказ потому что ассортимент и цены в нашем городе не устраивают. Естественно не хочется заказывать каждой твари по паре и все мерить. Подскажите пожалуйста как рассчитать потребляемый ток по известным параметрам транзистора и обвеса. Буду очень благодарен за наводящие ссылки и иже с ними, гугл ничего не дал, яндекс и подавно, по форумам тоже ничего.

@koyodzo · 09.01.2013, 22:34

Ток в основном будет определяться параметрами нижнего транзистора и сопротивлением R4, естественно если напряжение питания будет достаточным.
Расчёт довольно сложен, максимальный ток при R4=0 будет равен начальному току стока, который берётся из справочных данных.
Объясните, зачем Вам нужна именно эта схема повторителя и какие характеристики нужны в итоге. Вероятно, есть более надёжные и современные методы решения Вашей задачи, если будете любезны её озвучить полностью

10.01.2013, 03:45

Да с удовольствием же) Заранее спасибо за помощь.
Коротко: Усилитель по току на двух ПТ, питание 3 или 6 вольт, потребляемая мощность до 1мВт (да такая низкая, причем, сильного усиления не нужно).
Подробно:
Устройство - компактный усилитель в электрогитару. Нужно уменьшить выходное сопротивление дабы во-первых исключить влияние шнура (гитарный сигнал очень высокоомный и емкость шнура вносит свою лепту), во-вторых полезно будет выжать из некоторых примочек чуть больше гейна, некоторые не имеют входного бустера, в-третьих уменьшить влияние ручки грмокости на тон. В гитарных звукоснимателях возникает естественный резонанс и споротивление между сигналом и землей его убирает в ноль, а регулятор после такой схемы позволит сохранить этот резонанс при любой громкости.
Естественно из требований очень низкое энергопотребление 0,1-0,2мА и возможность работать от низкого вольтажа 3В (CR2032) и/или 6В (две CR2016).

Сначала рассматривал вариант истокового включения одного ПТ и питания от CR2032 - очень компактно и просто, но при сильном сигнале наступало ограничение оного по амплитуде. А сигнал обязательно должен быть неискаженным. Кроме того такая схема дает небольшие искажения в нижней части синусоиды, трудноустранимые даже после тщательной настройки. В общем, не смотря на очень привлекательно энергопотребление и КПД пришлось отказаться от такой схемы, в первую очередь из-за искажений.

@mzw · 10.01.2013, 11:37

А может быть поставить что-нибудь отсюда? http://www.terraitistronica.ru/catalog. ... =0&PageS=0
Сейчас есть туча микромощных низковольтных операционных усилителей с широкой полосой усиления, малыми шумами и скоростью нарастания выходного сигнала достаточной для получения очень хороших параметров. И цены очень разумные, и корпуса SO8 или SOT23.
Например, MCP601, AD8515, TLV2372, OP191, MCP6022, MCP6L72, OPA2344, LMV358, AD8541, OPA348... Дальше смотреть надоело.

@msmkw · 10.01.2013, 12:23

Сообщение от KRbyt

Подскажите пожалуйста как рассчитать потребляемый ток по известным параметрам транзистора и обвеса. Буду очень благодарен за наводящие ссылки и иже с ними, гугл ничего не дал, яндекс и подавно, по форумам тоже ничего.

По моему, это как раз тот случай, когда пригодятся симуляторы.

@mzw · 10.01.2013, 13:31

По моему, это как раз тот случай, когда пригодятся симуляторы.

Зачем? Схема до банального проста.
Просто нужны два транзистора с одинаковыми параметрами и минимальным напряжением отсечки - КП103ЕР, КПС104Ж, И или КР504НТ1А, 2А.
А дальше, R2 и R5 - закоротить, R1 - 1 МОм, R2 - 470 КОм (можно и 1 МОм, думаю, большой разницы не будет), R4 - 10 КОм.
Думаю. все получится.
Так как разброс параметров транзисторов очень большой, при необходимости, подбор тока осуществлять подбором резистора R4.
И не забыть блокировочный конденсатор по питанию!!!
И полярность питания - КП103 и КР504НТ - сверху минус, КПС104 - сверху плюс!!!!!!!!!!!!!!!
P.S. Но на операционнике получится лучше. И усиление будет, в отличие от приведенной схемы (это истоковый повторитель, нагруженный на генератор тока, соответственно, Ку<1).

10.01.2013, 18:22

Значит по порядку.
Симуляторы не подходят потому, что даже близко не содержат всего ассортимента транзисторов. Если дадите ссылочку на туториал по созданию собственных элементов в каком-либо симуляторе буду благодарен, пока не просвещен в этой теме.
Операционники действительно должны неплохо справится с задачей, например MCP601 с потреблением 100мкА очень порадовал. Обычно пользуюсь чем-то с током от 1мА и ошибочно думал что все операционники должны много кушать. Небольшой вопрос к КПД остается, но не думаю что он будет мал. Обычно правда беру электронику из тайваня за копейки, но за ассортимент можно и немного переплатить)
Далее,
Как измерить на схеме я прекрасно знаю, задача именно в предварительном рассчете, хотя бы и не слишком точном. Я хотел просмотреть доступные транзисторы, выбрать самый подходящий по параметрам и заказать 10-20 штук. Знаю что должно быть минимальное падение напряжения и минимальный ток стока, но какое в итоге будет энергопотребление и КПД я без понятия.
И еще кое что, усиление сигнала по амплитуде не требуется и даже противопоказано, главное усилить сигнал по току уменьшив выходное сопротивление. Транзисторы обеспечивают Ку~0.9 даже при чрезвычайно малой для гитары нагрузке в 10к и потребляемом токе ~100мкА, это меня вполне устраивает, первоочередная цель лишь избежать влияния емкости кабеля, а она при длине до 10 метров не превышает 1-2нФ, с которыми транзисторы прекрасно справляются.

@mzw · 10.01.2013, 19:20

усиление сигнала по амплитуде не требуется и даже противопоказано

полезно будет выжать из некоторых примочек чуть больше гейна

Значит, не понял...

задача именно в предварительном рассчете, хотя бы и не слишком точном

А я и сделал предварительный расчет. При таком разбросе параметров, как в справочнике, точнее рассчитать не удастся, либо нужно усложнять схему.
Для расчета я принял, что транзисторы будут КП103ЕР (подобранная пара КП103Е - так проще). Остальные из перечисленных (КПС104, КР504НТ) имеют похожие параметры.
У них напряжение отсечки в зависимости от образца к образцу - от 0,4 до 1,5 В, начальный ток стока - от 0,3 до 2,5 мА.
При таком разбросе можно только предположить, прикрыв правый глаз и смотря только левым на тучи в небе (я правша), что ток стока 100 мкА получится при напряжении на затворе -1 В относительно истока. Соответственно, сопротивление истокового резистора R4 составит 10 КОм (по закону Ома).
R2 и R5 не нужны - их нужно закоротить, они будут ухудшать работу повторителя - R2 - увеличит шумы, R5 - снизит динамический диапазон. В топку их.
При напряжении питания 3 В и напряжении на R4 = 1 В на два транзистора остается 2 В - по 1В на транзистор (закон Кирхгофа).
Поэтому на истоке верхнего транзистора получится 2 В. Транзисторы одинаковые, поэтому напряжение между затвором и истоком верхнего транзистора тоже должен быть 1 В, а, значит на затвор верхнего транзистора нужно подавать 1 В. Делитель R1 = 1 МОм и R3 = 470 КОм как раз обеспечит такое напряжение. Ведь токи затворов транзисторов равны 0.
Собственно, все. А дальше - какие транзисторы попадутся на самом деле. Вот тут, возможно, и придется подбирать R4.

но какое в итоге будет энергопотребление и КПД я без понятия

P.S. А КПД-то тут причем?

@koyodzo · 10.01.2013, 21:03

Выбирайте микромощный ОУ с подходящей полосой и не городите велосипед

10.01.2013, 23:35

Спасибо всем за советы, пожалуй не буду морочить голову и возьму микромощный ОУ, удобное и неприхотливое решение к тому же не требует настройки. Думаю закажу MCP6001 с вышеуказанного сайта.

[QUOTE="mzw"][QUOTE="Цитата:[/QUOTE]

усиление сигнала по амплитуде не требуется и даже противопоказано

полезно будет выжать из некоторых примочек чуть больше гейна

Значит, не понял...
Счас все объясню) На первый взгляд конечно двусмысленно, но не все так просто как кажется.
Собственно в примочках которые добавляют приятное уху дж-дж-дж сигнал не просто обрезается, там характер искажений очень сложный. Так вот, не все каскады усиления в примочке приспособлены для правильного ограничения, некоторые просто будут ровненько обрезать сигнал по амплитуде, что на слух больше похоже на чей-то пердеж. Большинство каскадов очень качественно имитирующих лампу, на выходе дают высокое сопротивление сигнала. Чаще всего таких каскадов несколько и идут они последовательно, чтобы каждый перегружал по полной, перед ними (иногда и между ними) должен идти мощный бустер по току, иначе характер звука будет сильно зависеть от мощности исходного сигнала, но со своей задачей такие бустеры не всегда справляются. Собственно чтобы не перегружать неправильные каскады по напряжению, нельзя увеличивать амплитуду сигнала, но можно увеличить ток тем самым снизив выходное сопротивление сигнала и перегрузив только нужные каскады. Хотя в некоторых кривых примочках и усиление по току ухудшит звук, но это слава богу редкость.
Гитарная электроника вообще отдельная тема, там много вещей делается через жопу, но бывает что так и надо.

KRbyt
		1
	Рассчитать ток потребляемый ПТ 09.01.2013, 19:13. Показов 6733. Ответов 9 Метки нет (Все метки) Необходимо рассчитать ток который будет потреблять полевой транзистор в истоковом включении. Если совсем точно, то включается два сбалансированных транзистора. Схема в прикрепленном файле. Измерить ток я могу, но транзисторы беру на заказ потому что ассортимент и цены в нашем городе не устраивают. Естественно не хочется заказывать каждой твари по паре и все мерить. Подскажите пожалуйста как рассчитать потребляемый ток по известным параметрам транзистора и обвеса. Буду очень благодарен за наводящие ссылки и иже с ними, гугл ничего не дал, яндекс и подавно, по форумам тоже ничего.

@koyodzo 0 / 0 / 0 Регистрация: 07.12.2012 Сообщений: 122
	09.01.2013, 22:34	2
	Ток в основном будет определяться параметрами нижнего транзистора и сопротивлением R4, естественно если напряжение питания будет достаточным. Расчёт довольно сложен, максимальный ток при R4=0 будет равен начальному току стока, который берётся из справочных данных. Объясните, зачем Вам нужна именно эта схема повторителя и какие характеристики нужны в итоге. Вероятно, есть более надёжные и современные методы решения Вашей задачи, если будете любезны её озвучить полностью 0

KRbyt
	10.01.2013, 03:45	3
	Да с удовольствием же) Заранее спасибо за помощь. Коротко: Усилитель по току на двух ПТ, питание 3 или 6 вольт, потребляемая мощность до 1мВт (да такая низкая, причем, сильного усиления не нужно). Подробно: Устройство - компактный усилитель в электрогитару. Нужно уменьшить выходное сопротивление дабы во-первых исключить влияние шнура (гитарный сигнал очень высокоомный и емкость шнура вносит свою лепту), во-вторых полезно будет выжать из некоторых примочек чуть больше гейна, некоторые не имеют входного бустера, в-третьих уменьшить влияние ручки грмокости на тон. В гитарных звукоснимателях возникает естественный резонанс и споротивление между сигналом и землей его убирает в ноль, а регулятор после такой схемы позволит сохранить этот резонанс при любой громкости. Естественно из требований очень низкое энергопотребление 0,1-0,2мА и возможность работать от низкого вольтажа 3В (CR2032) и/или 6В (две CR2016). Сначала рассматривал вариант истокового включения одного ПТ и питания от CR2032 - очень компактно и просто, но при сильном сигнале наступало ограничение оного по амплитуде. А сигнал обязательно должен быть неискаженным. Кроме того такая схема дает небольшие искажения в нижней части синусоиды, трудноустранимые даже после тщательной настройки. В общем, не смотря на очень привлекательно энергопотребление и КПД пришлось отказаться от такой схемы, в первую очередь из-за искажений.

@mzw 0 / 0 / 0 Регистрация: 19.09.2011 Сообщений: 1,835
	10.01.2013, 11:37	4
	А может быть поставить что-нибудь отсюда? http://www.terraitistronica.ru/catalog. ... =0&PageS=0 Сейчас есть туча микромощных низковольтных операционных усилителей с широкой полосой усиления, малыми шумами и скоростью нарастания выходного сигнала достаточной для получения очень хороших параметров. И цены очень разумные, и корпуса SO8 или SOT23. Например, MCP601, AD8515, TLV2372, OP191, MCP6022, MCP6L72, OPA2344, LMV358, AD8541, OPA348... Дальше смотреть надоело. 0

@msmkw 0 / 0 / 0 Регистрация: 04.12.2010 Сообщений: 23
	10.01.2013, 12:23	5
	Сообщение от KRbyt Подскажите пожалуйста как рассчитать потребляемый ток по известным параметрам транзистора и обвеса. Буду очень благодарен за наводящие ссылки и иже с ними, гугл ничего не дал, яндекс и подавно, по форумам тоже ничего. По моему, это как раз тот случай, когда пригодятся симуляторы. 0

@mzw 0 / 0 / 0 Регистрация: 19.09.2011 Сообщений: 1,835
	10.01.2013, 13:31	6
	По моему, это как раз тот случай, когда пригодятся симуляторы. Зачем? Схема до банального проста. Просто нужны два транзистора с одинаковыми параметрами и минимальным напряжением отсечки - КП103ЕР, КПС104Ж, И или КР504НТ1А, 2А. А дальше, R2 и R5 - закоротить, R1 - 1 МОм, R2 - 470 КОм (можно и 1 МОм, думаю, большой разницы не будет), R4 - 10 КОм. Думаю. все получится. Так как разброс параметров транзисторов очень большой, при необходимости, подбор тока осуществлять подбором резистора R4. И не забыть блокировочный конденсатор по питанию!!! И полярность питания - КП103 и КР504НТ - сверху минус, КПС104 - сверху плюс!!!!!!!!!!!!!!! P.S. Но на операционнике получится лучше. И усиление будет, в отличие от приведенной схемы (это истоковый повторитель, нагруженный на генератор тока, соответственно, Ку<1). 0

KRbyt
	10.01.2013, 18:22	7
	Значит по порядку. Симуляторы не подходят потому, что даже близко не содержат всего ассортимента транзисторов. Если дадите ссылочку на туториал по созданию собственных элементов в каком-либо симуляторе буду благодарен, пока не просвещен в этой теме. Операционники действительно должны неплохо справится с задачей, например MCP601 с потреблением 100мкА очень порадовал. Обычно пользуюсь чем-то с током от 1мА и ошибочно думал что все операционники должны много кушать. Небольшой вопрос к КПД остается, но не думаю что он будет мал. Обычно правда беру электронику из тайваня за копейки, но за ассортимент можно и немного переплатить) Далее, Как измерить на схеме я прекрасно знаю, задача именно в предварительном рассчете, хотя бы и не слишком точном. Я хотел просмотреть доступные транзисторы, выбрать самый подходящий по параметрам и заказать 10-20 штук. Знаю что должно быть минимальное падение напряжения и минимальный ток стока, но какое в итоге будет энергопотребление и КПД я без понятия. И еще кое что, усиление сигнала по амплитуде не требуется и даже противопоказано, главное усилить сигнал по току уменьшив выходное сопротивление. Транзисторы обеспечивают Ку~0.9 даже при чрезвычайно малой для гитары нагрузке в 10к и потребляемом токе ~100мкА, это меня вполне устраивает, первоочередная цель лишь избежать влияния емкости кабеля, а она при длине до 10 метров не превышает 1-2нФ, с которыми транзисторы прекрасно справляются.

@mzw 0 / 0 / 0 Регистрация: 19.09.2011 Сообщений: 1,835
	10.01.2013, 19:20	8
	усиление сигнала по амплитуде не требуется и даже противопоказано полезно будет выжать из некоторых примочек чуть больше гейна Значит, не понял... задача именно в предварительном рассчете, хотя бы и не слишком точном А я и сделал предварительный расчет. При таком разбросе параметров, как в справочнике, точнее рассчитать не удастся, либо нужно усложнять схему. Для расчета я принял, что транзисторы будут КП103ЕР (подобранная пара КП103Е - так проще). Остальные из перечисленных (КПС104, КР504НТ) имеют похожие параметры. У них напряжение отсечки в зависимости от образца к образцу - от 0,4 до 1,5 В, начальный ток стока - от 0,3 до 2,5 мА. При таком разбросе можно только предположить, прикрыв правый глаз и смотря только левым на тучи в небе (я правша), что ток стока 100 мкА получится при напряжении на затворе -1 В относительно истока. Соответственно, сопротивление истокового резистора R4 составит 10 КОм (по закону Ома). R2 и R5 не нужны - их нужно закоротить, они будут ухудшать работу повторителя - R2 - увеличит шумы, R5 - снизит динамический диапазон. В топку их. При напряжении питания 3 В и напряжении на R4 = 1 В на два транзистора остается 2 В - по 1В на транзистор (закон Кирхгофа). Поэтому на истоке верхнего транзистора получится 2 В. Транзисторы одинаковые, поэтому напряжение между затвором и истоком верхнего транзистора тоже должен быть 1 В, а, значит на затвор верхнего транзистора нужно подавать 1 В. Делитель R1 = 1 МОм и R3 = 470 КОм как раз обеспечит такое напряжение. Ведь токи затворов транзисторов равны 0. Собственно, все. А дальше - какие транзисторы попадутся на самом деле. Вот тут, возможно, и придется подбирать R4. но какое в итоге будет энергопотребление и КПД я без понятия P.S. А КПД-то тут причем? 0

@koyodzo 0 / 0 / 0 Регистрация: 07.12.2012 Сообщений: 122
	10.01.2013, 21:03	9
	Выбирайте микромощный ОУ с подходящей полосой и не городите велосипед 0

KRbyt
	10.01.2013, 23:35	10
	Спасибо всем за советы, пожалуй не буду морочить голову и возьму микромощный ОУ, удобное и неприхотливое решение к тому же не требует настройки. Думаю закажу MCP6001 с вышеуказанного сайта. [QUOTE="mzw"][QUOTE="Цитата:[/QUOTE] усиление сигнала по амплитуде не требуется и даже противопоказано полезно будет выжать из некоторых примочек чуть больше гейна Значит, не понял... Счас все объясню) На первый взгляд конечно двусмысленно, но не все так просто как кажется. Собственно в примочках которые добавляют приятное уху дж-дж-дж сигнал не просто обрезается, там характер искажений очень сложный. Так вот, не все каскады усиления в примочке приспособлены для правильного ограничения, некоторые просто будут ровненько обрезать сигнал по амплитуде, что на слух больше похоже на чей-то пердеж. Большинство каскадов очень качественно имитирующих лампу, на выходе дают высокое сопротивление сигнала. Чаще всего таких каскадов несколько и идут они последовательно, чтобы каждый перегружал по полной, перед ними (иногда и между ними) должен идти мощный бустер по току, иначе характер звука будет сильно зависеть от мощности исходного сигнала, но со своей задачей такие бустеры не всегда справляются. Собственно чтобы не перегружать неправильные каскады по напряжению, нельзя увеличивать амплитуду сигнала, но можно увеличить ток тем самым снизив выходное сопротивление сигнала и перегрузив только нужные каскады. Хотя в некоторых кривых примочках и усиление по току ухудшит звук, но это слава богу редкость. Гитарная электроника вообще отдельная тема, там много вещей делается через жопу, но бывает что так и надо.