- •Расчёт усилителей на биполярных транзисторах
- •Содержание
- •Цель курсовой работы
- •Определение малосигнальных параметров транзистора
- •Определение величин эквивалентной схемы транзистора
- •Граничные и предельные частоты
- •Максимальная частота генерации:
- •7.Определение сопротивления транзистора по переменному току
- •8. Построение сквозной характеристики
- •9.Определение динамических параметров
- •10.Определение коэффициента нелинейных искажений
- •Заключение
- •Список литературы
МИНИСТЕРСТВО ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СВЯЗИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ»
Кафедра общепрофессиональных дисциплин технических специальностей
Расчёт усилителей на биполярных транзисторах
Курсовая работа по дисциплине "Основы схемотехники"
Пояснительная записка
210404 000000 018 ПЗ
Руководитель |
|
В.А.Матвиенко |
канд. техн. наук, доцент |
|
|
|
|
|
Студент группы |
|
|
Екатеринбург 2008
Содержание
Цель работы……………………………………………………………………3
2. Задание на курсовую работу……………………………………..………....4
3.Построение нагрузочной прямой по постоянному току…………………6
4. Определение малосигнальных параметров транзистора……………..8
5. Расчет параметров элементов эквивалентной схемы замещения….9 6. Граничные и предельные частоты биполярного транзистора……….11
7. Определение сопротивления транзистора по переменному току…..12
8. Построение сквозной характеристики Iк(Uбэ) …………………………13
9. Определение динамических параметров усилительного каскада.....14
10. Определение коэффициента нелинейных искажений………………..15
Заключение……………………………………………………………………..17
Список литературы……………………………………………………………18
Приложение…………………………………………………………………….19
Цель курсовой работы
Цель курсовой работы состоит в закреплении знаний, полученных при изучении дисциплины «Основы схемотехники», в получении опыта разработки и расчета основных характеристик усилительных каскадов, а также в активизации самостоятельной учебной работы студентов, в развитии умений выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и эквивалентные схемы биполярных транзисторов, получить разностороннее представление о конкретных электронных элементах.
В ходе выполнения курсовой работы необходимо для заданного типа транзистора выписать паспортные параметры и статические характеристики, в соответствии со схемой включения и величинами элементов схемы усилительного каскада выбрать положение режима покоя, для которого рассчитать величины элементов эквивалентных схем транзистора и малосигнальные параметры транзистора, графо-аналитическим методом определить параметры усилительного каскада.
З адание на курсовую работу
Исходные данные к курсовой работе:
Тип транзистора_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _КТ208Л
Напряжение источника питания_ _ _ _ Еп = 36 В
Сопротивление в цепи коллектора_ _ _Rк = 2,2 кОм
Сопротивление нагрузки _ _ _ _ _ _ _ _ Rн = 3 кОм
Описание транзистора: кремниевый эпитаксиально-планарный p-n-p транзистор предназначен для использования в усилительных схемах.
Корпус металлический, герметичный, с гибкими выводами. Масса транзистора не более 0,6 г.[2]
Электрические параметры:
Наименование |
Обозначение |
Значения |
Режим измерения |
|||||
Мин |
типовое |
Макс |
Uк, В |
Iк, мА |
Iк, мА |
f, кГц |
||
Обратный ток коллектора, мкА |
Iкбо |
|
|
1
|
Uкбmax |
|
|
|
Обратный ток эмиттера, мкА (при Uэб max=Uэ) |
Iэбо |
|
|
1
|
|
|
|
|
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер, В |
Uкэнас |
|
|
0,4 |
|
300 |
60 |
|
Напряжение насыщения база-эмиттер, В |
Uбэнас |
|
|
1,5 |
|
300 |
60 |
|
Коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала в схеме ОЭ |
h21э |
80 |
140 |
240 |
1 |
30 |
|
0,27 |
При Тс=125 0С |
|
80 |
|
480 |
1 |
30 |
|
0,27 |
При Тс=-60 0С |
|
40 |
|
240 |
1 |
30 |
|
0,27 |
Входное сопротивление в режиме малого сигнала в схеме с ОЭ, Ом (при Iб=5мА) |
h 11э |
130 |
800 |
2500 |
5 |
|
|
0,27 |
Выходная проводимость в режиме малого сигнала при х.х.,10-4,См (при Iэ=1мА) |
h22э |
0,15 |
0,3 |
0,55 |
5 |
|
|
0,27 |
Емкость коллекторного перехода, пФ |
Ск |
|
|
50 |
10 |
|
|
0,27 |
Емкость эмиттерного перехода, пФ (при Uэ=0.5В) |
Сэ |
|
|
100 |
|
|
|
500 |
Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ, МГц |
fгр |
5 |
|
|
5 |
10 |
|
|
Максимально допустимые параметры:
Гарантируются при температуре окружающей среды Тс=25…+125 0С.
Iк max – постоянный ток коллектора, А |
0,3 |
Iк ,и max – импульсный ток коллектора, А |
0,5 |
Uк бmax – постоянное напряжение коллектор-база, В |
45 |
Uкэ max – постоянное напряжение коллектор-эмиттер (при Rб10 кОм),В |
45 |
Uэб max – постоянное напряжение эмиттер-база, В |
20 |
Pк max – постоянная рассеиваемая мощность, мВт |
|
При Тс=-60…+60 0С |
200 |
При Тс=+60…+125 0С |
50 |
Т п мах - Температура перехода, 0С |
150 |
Допустимая температура окружающей среды, 0С |
-60…+125 |
При понижении Тс от 15 до -60 0С значения Uк бmax, Uкэ max уменьшаются по линейному закону до 40 В, Uэб max уменьшается линейно до 15 В.
Рис 1. Схема транзистора с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией
Построение нагрузочной прямой по постоянному току
На семействе выходных характеристик построим нагрузочную прямую по постоянному току. Для предотвращения сильных нелинейных искажений и тепловой неустойчивости транзистора, а также уменьшения нестабильности параметров усилительного каскада, выбираем схему с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией рабочей точки, в которой используется отрицательная обратная связь по постоянному току. Тогда нагрузочная прямая строится по уравнению:
, где
Номинальное значение Rэ = 430 Oм.
Нагрузочную прямую строим по двум точкам:
При Iк=0, Uкэ = Eп = 36 В
При Uкэ=0,
ΔIб = 25 мкА =0,025 мА.
Рис.2 Семейство выходных характеристик
Рабочая точка выбирается посередине участка насыщения в точке пересечения нагрузочной прямой с выходной характеристикой (рис.2).
Рис.3 Входные характеристики транзистора
Параметры режима покоя:
Uкэ0 = 16,5 В, Iк0= 7,3 мА, Iб0= 0,1 мА, Uбэ0= 0,67 В.
Стабилизация тока осуществляется за счет последовательной отрицательной обратной связи, которая вводится с помощью резистора Rэ. Нежелательная обратная связь по переменному току может быть устранена путем шунтирования резистора Rэ конденсатором большой емкости.
Определим величины резисторов R1 и R2:
Номинал R1 = 56кОм.
Номинал R2 = 7,5 кОм.