Методические советы к пункту 1.1

Вычертить принципиальную электрическую схему транзисторного усилительного каскада (рис. 1).

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема транзисторного усилительного каскада

Рассчитать сопротивление резистора коллекторной цепи транзистора:

где К_R — коэффициент соотношения сопротивлений R_н и R_к

K_R = 1.2 ÷ 1.5 при R_н ≤ 1кОм

K_R = 1.5 ÷ 5.0 при R_н > 1кОм

Номинал резистора R_к выбирается по приложению 2. Определить эквивалентное сопротивление нагрузки каскада

Найти амплитуду коллекторного тока транзистора:

Определить ток покоя (ток в рабочей точке) транзистора

где k_з - коэффициент запаса.

k_з=0,7÷0,95

k_з=0,7— максимальные нелинейные искажения,

k_з=0,95 — максимальный КПД.

Рассчитать минимальное напряжение коллектор - эмиттер в рабочей точке транзистора:

U_{кэп min} = U_нm + U₀

где U₀ — напряжение коллектор-эмиттер, соответствующее началу прямолинейного участка выходных характе­ристик транзистора, В ;

U₀=1В — для транзисторов малой мощности (Р_к ≤ 150мВт);

U₀=2В — для транзисторов большой и средней мощности (Р_к > 150 мВт).

Если U_{кэп min} меньше типового значения U_кэп=5В, то выбрать U_кэп=5В, противном случае,

U_кэп= U_{кэ min}

Рассчитать напряжение источника питания

,

значение расчетного напряжения U_п округлить до ближайшего целого числа.

Определить и выбрать номинал сопротивления резистора эмиттерной цепи транзистора:

Выбрать транзистор из приложения 1 по параметрам:

а) максимально допустимое напряжение коллектор –эмиттер

б) максимальный допустимый средний ток коллектора

I _{к доп} > I _кп

в) максимальная мощность рассеивания на коллекторе Р _{к max} при наибольшей температуре окружающей среды Т_m находится по формуле:

где Р_{к доп}— максимально допустимая мощность рассеивания на коллекторе при температуре окружающей среды Т₀, Вт

Т_{п max} — максимальная температура перехода, ^оС;

T₀ — температура окружающей среды, при которой нормируется Р_{к доп}, 25°С;

Р _{к доп}, Р_{к доп,} Т_{п max} — справочные величины.

Вычертить входные и выходные характеристики выбранного транзистора.

На выходных характеристиках транзистора построить нагрузочную прямую постоянного тока по точкам А, В с координатами (рис. 2б)

точка А U_кэ = 0,

точка В U_кэ = U_п,

На пересечение нагрузочной прямой и прямой I_к = I_кп нанести рабочую точку С. Уточнить напряжение U_кэ в рабочей точке (U_кэп=U_кэ в точке С).

Рис. 2а Входные и выходные характеристика транзистора (к пункту 1)

Определить ток базы I_бп транзистора в точке С (рабочей точке).

Рис. 2б

На входную характеристику (рис. 2а) нанести рабочую точку С — пересе-чение входной характеристики (при U_кзп) и прямой I_б = I_бп- Определить U_бэп

Выбрать ток, протекающий через базовый делитель:

I_д = (5 ÷ 10) I_бп

Рассчитать сопротивления и выбрать номиналы резисторов базового делителя R_б1 , R_б2

;

Найти эквивалентное сопротивление базового делителя:

К пункту 1.2

Определить по входным характеристикам транзистора входное сопротивление транзистора h_11э рабочей точке; задать приращение ΔU_бэ около рабочей точки С, найти соответствующее ему приращение базового тока ΔI_б . Вычислить h_11э:

По выходным характеристикам транзистора определить коэффициент передачи тока транзистора h_21э. Найти приращение коллекторного тока и соответствующее ему приращение базового тока при пересечении прямой U_кэп = U_кэ соседних от рабочей точки С выходных характеристик (точки Д, Е рис 2б):

Определить входное сопротивление каскада:

Найти выходное сопротивление каскада:

R_вых ≈ R_к