1.4 Расчет параметров элементов схемы

1. Определяем значения сопротивлений R_к и R_э.

кОм,

где I_кз - ток, определяемый по точке пересечения прямой АР с осью токов (точка D на рисунке 3).

Принимая R_э = (0.l0.15)R_к, находим

кОм

R_э = R_общ - R_к = 80 Ом

2. Находим сопротивления резисторов R_l, R₂. С целью уменьшения влияния делителя напряжения R_l R₂ на входной сигнал обычно выбирают

, где R_вх - входное сопротивление по переменному току

Ом.

Значения U_вхм и I_вхм определяются по входной характери­стике

U_вхм = 0.1 В

I_вхм = 0.0002 мА

Значение сопротивления резистора R₁ можно определить из соотноше­ния

кОм,

полученного из уравнения напряжений для контура цепи: общая точка – R_э - эмиттерный переход – R₂ - общая точка в предположении, что U_эб <<E_п, а . Из последнего соотношения можно находим значение сопротивления резистора R₂ = 4.7 кОм.

3. Определяем емкость конденсаторов С_р и С_э: мкФ мкФ

1.5 Расчет параметров усилительного каскада на биполярном транзисторе

Используя графики входной и выходных характеристик, можно найти параметры усилительного каскада:

а) Коэффициент усиления по напряжению

раз;

K_U,дб = 20lgK_U = 33.6 дБ.

б) Коэффициент усиления по току

раз;

K_i,дб = 20lgK_i = 32 дБ.

в) Коэффициент полезного действия (КПД):

Р_н - мощность нагрузки максимальная (выходная);

Р_р - мощность источника, затраченная на обеспечение режима работы Мощность переменного тока нагрузки

P_н = 0.5  U_нм  I_нм= 0.5 ∙ 5 ∙ 0.008 = 20 мВт.

Мощность, затрачиваемая источником питания на обеспечение режима работы определяется по координатам точки Р (см. рисунок 3)

P_р = U_кэр  I_кр = 6 ∙ 0.02 = 120 мВт.

г) Мощность генератора входного синусоидального сигнала

P_вх = 0,5  I_бм  U_бэм = 0.5 ∙ 0,00044 ∙ 0.88 = 0.193 мВт.

д) Коэффициент усиления по мощности

K_р,дб = 10lgK_р = 20 дБ.

2. Аналитический расчет параметров усилительного каскада на полевом транзисторе

Схема усилительного каскада на полевом транзисторе с управляющими p-n-переходом и каналом р-типа показана на рисунке 5. Транзистор включён по схеме с общим истоком.

Рисунок 5 - Схема усилительного каскада на полевом транзисторе.

В расчёте используем упрощённую схему замещения транзистора, показанную на рисунке 5, где обозначены:

g₁₁ - входная проводимость, См;

g₁₂U₂ - входной ток, обусловленный влиянием выходной цепи на входную;

g₁₂ - проводимость передачи напряжения;

g_{21 }U₁ -выходной ток, обусловленный проводимостью передачи тока g₂₁;

g₂₂ - выходная проводимость транзистора, См.

Схема замещения усилительного каскада показана на рисунке 6. В целях упрощения в схеме отсутствует проводимость g₁₁ и источник g₁₂U₂ ввиду их незначительной величины. Сопротивления резисторов R_з1 и R_и1 определяется из соотношений:

кОм,

кОм.

R_з1 - эквивалентное сопротивление цепи затвора;

R_н1 - эквивалентное сопротивление выходной цепи.

Коэффициент усиления по напряжению определяется по выражению

Коэффициент усиления по току

Коэффициент усиления по мощности

К_р = К_U  К_i = 4.32∙23.6= 101 раз.

Входное сопротивление каскада

R_вх = R_з1 = 54.75кОм.

Выходное сопротивление каскада

кОм,

U_xx - напряжение на выходе при разрыве цепи нагрузки (холостой ход);

I_кз - ток на выходе при коротком замыкании выводов нагрузки.

Рисунок – Упрощённая схема замещения усилительного каскада на полевом транзисторе