3.1.2 Предварительный расчет по постоянному току каскада на полевом транзисторе v2

Транзистор КП307Е имеет следующие справочные данные:

Ток стока начальный – I_{с нач} = 3 мА;

Максимальная крутизна – S_max =8 мА/В;

Напряжение отсечки – U_отс. = -2.5 В;

Другие показатели:

Ёмкость затвор-исток – C_зи= 5 пФ;

Ёмкость проходная – С_зс = 1.5 пФ;

Ток утечки затвора – I_УТ.З= 1 нА;

Сопротивление затвор – исток r_ЗИ= U_ЗИ/ I_УТ.З =1000 МОм;

Принципиальная схема каскада на полевом транзисторе V2 по постоянному току представлена на рис.4.

Рис. 4 Принципиальная схема по постоянному току каскада V2 а) и типовая вольт- амперная характеристика полевого транзистора с n-каналом б)

Для расчета резисторов R3, R4, R5 и R6 необходимо для начала рассчитать точку покоя полевого транзистора V2, исходя из его параметров: начального тока стока I_{с нач} , максимальной крутизны S_max и напряжения отсечки U_отс.

Напряжение затвор-исток выберем U_ЗИ = -1 В (исходя из рис. 4а).

Ток покоя стока определяется по формуле:

Крутизна:

Напряжение на истоке:

Напряжение сток-исток:

Тогда напряжение на стоке равно:

Отсюда находим сопротивления в цепи истока и стока:

По номинальному ряду получаем: R6=1.2 кОм, R5= 1.8 кОм.

Напряжение на затворе равно:

Сопротивление R4 находится, исходя из заданной верхней частоты fв. Так как частота верхнего среза входной цепиfвхдолжна быть большеfв, а она определяется сопротивлением R4 и суммарной емкостью

, где – проходная емкость диода, равная 1 пФ,– входная емкость транзистораV2, которая определяется по формуле:

По шкале номинальных значений:

–емкость монтажа. равная 5 пФ. Отсюда получаем:

То можно заключить, что необходимо взять R4≤1/(2πfв·С). Следовательно:

Выбираем R4 = 6.8 кОм.

Тогда ток делителя:

Сопротивление резистора:

В соответствии с номинальным рядом выбираем R3 = 68 кОм.

3.1.3 Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3, v4

Биполярный транзистор КТ316B имеет следующие параметры:

-транзистор биполярный кремниевый;

-U_БЭ=0.7 В;

- коэффициент усиления по току минимальный h_{21 min} = 40;

- коэффициент усиления по току максимальный h_21max= 120;

- частота единичного усиления fт = 800 МГц;

-максимальный постоянный ток коллектора I_{k max} = 30 мА;

-максимальное напряжение коллектор-эмиттер U_{кэ max} = 15 В;

-постоянная времени цепи обратной связи τ_к = 150 пс;

-ёмкость коллекторного перехода С_к = 3 пФ;

-допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе Р_{К ДОП} = 150 мВт.

Рис.5. Принципиальная схема каскадов на биполярных транзисторах по постоянному току

Для расчета сопротивлений резисторов R7, R8, R9, R10 и R11 необходимо выбрать режимы работы транзисторов V3 и V4.

Ток покоя транзистора V4 должен быть I_К4 ≤ 6мА. Выбираем I_К =6 мА. Учитывая, что переменный коллекторный ток транзистора V3 меньше, чем переменный ток коллектора V4, можно выбрать постоянный коллекторный ток I_К3 ≤ I_К4. Выбираем I_К3 = 5мА.

Напряжение коллектор-эмиттер V4:

Напряжение на эмиттере V4:

Определяем напряжения:

Напряжение на базе V3:

Напряжение на коллекторе V4:

Для вычисления токов базы I_Б3 и I_Б4 и дальнейших расчетов коэффициенты передачи по току h_21,3 и h_21,4 определим с учетом их крайних значений =.

Тогда

.

При больших h₂₁ принимают равными I_Э3 I_К3, I _Э4 I_К4.

Теперь вычислим сопротивления R9, R10 и R11:

Для вычисления сопротивлений R7 и R8 нужно определить ток делителя I_Д3. Обычно его выбирают I_Д3 ≥ 10I_Б3. Следовательно,

I_Д3 ≥ 10(0.072 мА) = 0.72 мА.

Тогда:

В соответствии с номинальным рядом получаем:

R7 = 9.1 кОм, R8 = 3.3 кОм, R9= 330 Ом, R10=620 Ом, R11=150 Ом.