2. Выбор схем входного и выходного каскадов

Внутреннее сопротивление источника сигнала , , следовательно входной каскад выбираем по схеме с общим эмиттером. Сопротивление нагрузки , , следовательно выходной каскад – по схеме с общим эмиттером.

Промежуточные каскады усилителя целесообразно выполнить по схеме ОЭ, так как данный вариант дает наибольшее усиление по напряжению.

3. Определение количества каскадов предварительного усиления (кпу)

При заданном общем коэффициенте усиления усилителя К=1615, определяется усиление , требуемое от каскадов предварительного усиления:

где и – коэффициенты передачи входного и оконечного каскадов соответственно, они учитываются в том случае если эти каскады выполняются по схеме эмиттерного повторителя. Так как у нас эмиттерного повторителя в схеме нет, их мы учитывать не станем.

Рассчитаем количество каскадов n, необходимых для обеспечения коэффициента усиления по напряжению .

Отсюда :

4. Распределение временных искажений

Время нарастания фронта:

Величина спада вершины импульса:

Структурная схема усилительного тракта представлена на рисунке 1:

Рис. 1. Структурная схема усилительного каскада.

2. Выбор схем оконечного каскада

   1. Выбор транзистора

Транзистор выбирают по граничной частоте усиления , которая должна в несколько раз превышать верхнюю частоту в спектре сигнала :

Отсюда , значит транзистор должен иметь более 2,5 .

Помимо граничной частоты транзистор выбирают по максимальной тепловой мощности на коллекторе и максимальному допустимому напряжению на выходе транзистора.

Максимальная тепловая мощность рассеиваемая на коллекторе транзистора должна в несколько раз превышать выходную мощность :

Максимальное допустимое напряжение на выходе транзистора должно быть больше, чем требуемое выходное напряжение: .

Для более точного выбора транзистора найдем выходной ток:

Таким образом, по выделенным характеристикам были подобран транзистор КТ312Б, характеристика представлена в таблице 2.

Таблица 2. Основная характеристика КТ 312 Б.

• Структура транзистора: n-p-n

• Iк max – постоянный ток коллектора: 30 мА

• Iк и max – импульсный ток коллектора: 60 мА

• Uкэ max – постоянное напряжение коллектор-эмиттер: 35 В

• Uэб max – постоянное напряжение эмиттер-база: 4 В

• Uкб max – постоянное напряжение коллектор-база: 35 В

• Рк max – постоянная рассеиваемая мощность коллектора: 225 мВт

• Рк и max – импульсная рассеиваемая мощность транзистора: 450 мВт

• fгр – граничная частота коэффициента передачи тока транзистора для схемы с общим эмиттером: 80 МГц

• Тп max – температура перехода: 115 °С

• Uкэ нас. – напряжение насыщения коллектор-эмиттер: 0,8 В

• h21э – статический коэффициент передачи тока транзистора в режиме малого сигнала для схем с общим эмиттером: 50…280

• Ск – ёмкость коллекторного перехода: 5 пФ

• Сэ – ёмкость эмиттерного перехода: 20 пФ.

2. Построение нагрузочных характеристик

Транзистор КТ312Б. Вольтамперные характеристики представлены на рисунке 2.

(а) (б)

Рис. 2. Входная ВАХ транзистора КТ312Б – (а). Выходная ВАХ транзистора КТ312Б – (б).

Параметры рабочей точки:

- напряжение питания: ,

- токи в рабочей точке: , ,

- напряжения в рабочей точке: .

3. Расчет Y-параметры

Входная проводимость:

, (10)

Выходная проводимость:

, (11)

Крутизна:

. (12)

(13)

4. Расчет КПД

(14)

5. Расчет элементов схемы

1. Сопротивление эмиттера:

(15)

Номинал выбираем из стандартного ряда номиналов сопротивления – 130 Ом (Е24).

2. ; (16)

3. Ток делителя:

; (16.1)

4. Расчет сопротивлений элементов делителя:

, (16.2)

увеличим в 3 раза , номинал – 20 кОм ;

, (16.3)

увеличим в 3 раза , номинал – 4,3 кОм

5. Расчет емкостей:

(17)

Номинал – ;

Разделительная емкость каскада:

(18)

Номинал – 470 нФ;

6. Сопротивление нагрузки по постоянному току:

, (19)

7. Сопротивление коллектора:

, (19.1)

Номинал: