- •Усилительные устройства
- •1. Расчёт коэффициента усиления
- •2.2. Расчёт эмиттерного повторителя
- •2.3. Расчёт элементов фиксации рабочей точки
- •2.4. Расчёт коэффициента усиления выходного каскада
- •3.2. Расчёт элементов фиксации рабочей точки
- •3.3. Расчёт коэффициента усиления входного каскада
- •7.6. Спецификация.
2.3. Расчёт элементов фиксации рабочей точки
Фиксация рабочей точки для каскада на биполярном транзисторе осуществляется резистивным делителем R12 иR22.
По входным характеристикам транзистора определим величины IбА2, UбэА2
IбА2 = 0,2 ,мА
UбэА2 = 0,7 ,В
Найдем температурные изменения токов:
=(0,001…0,01)Iнm2=0,001*0,0113=11,3 ,мкА
= Iк0 (t0)*(-1)==2,3 ,мкА
Тогда коэффициент нестабильности N2 определяется следующим образом:
N2===5
N2 должен находиться в диапазоне (2…15). Это условие выполняется.
Найдем сопротивление R22:
=211 ,Ом
Найдём ток делителя IД2:
IЭА2= IбА2+ IкА2=0,002+0,0161=18,1 ,мА
IД2= IбА2+=2*10-3+=9,6 ,мА
Ток делителя должен быть IД2 ≥(3…10)IбА2:
Условие выполняется.
Найдём сопротивление R12:
R12=1392 ,Ом
2.4. Расчёт коэффициента усиления выходного каскада
По входным характеристикам биполярного транзистора найдем его входное сопротивление:
h11э2==400
Rвх2=125 ,Ом
В качестве сопротивления генератора на выходном каскаде принимается сопротивление коллектора входного каскада.
К2= --=-14,32
K2=-14,32
2.5. Расчёт ёмкостных элементов
Для каскадов на биполярном транзисторе значения емкостей конденсаторов C2,C3иСэ2 рассчитываются следующим образом:
2*3,14 *200 = 1256
С2=0,23 ,мкФ
С3=0,144 ,мкФ
Сэ2===0,66 ,мФ
3. Расчёт входного каскада
Схема входного каскада:
3.1. Выбор рабочей точки транзистора
Выбор рабочей точки А в транзисторе в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора IкА1 и напряженияUкА1. Найдём значенияIкА1,UкА1 иPкА1, считая, что сопротивление эмиттераRэ1 = 0:
UH т1 = ==0,35 ,В
Сопротивление нагрузки для входного каскада Rн1=Rвх2=125 ,Ом
Iнm1 = ==0,003 ,А
Umin = 1 В ; Кзап = 0,7
UкА1 = UH т + Umin = 0,35+1 = 1,35 ,В
Из схемы выходного каскада следует, что потенциал UкА1 отрицательный, т.е.UкА1=-1,35,В.
IкА1= = =0,0043 ,А
PкА1 = IкА1 *|UкА1| = 0,0043*1,35 =0,0058 ,Вт
Таким образом, условия выбора транзистора выходного каскада следующие:
Тип проводимости: p-n-p
Iкдоп ≥ 2 * IкА1 = 8,6 ,мА
Uкдоп ≥ Е = 15 ,В
Pкдоп ≥ PкА1 = 5,8 ,мВт
Транзистором, удовлетворяющим всем требованиям, является КТ351А.
Основные характеристики транзистора представлены в следующей таблице:
Тип проводимости |
Uкэ,В |
Iк,мА |
Pк,мВт |
Iк0 (t0),мкА |
p-n-p |
15 |
400 |
200 |
1 при t0=270С |
Построим линию статической нагрузки:
Iк1 = f(Uкэ1)
Uк1 = -Е + Iк1 * Rк1
Uэ1 = -Iэ1 * Rэ1 ≈ -Iк1 * Rэ1
Uкэ1 = Uк1 – Uэ1= -Е + Iк1 *(Rк1+Rэ1)
Iк1 = +
Найдем сопротивления коллектора и эмиттера. Из уравнения статистической нагрузки:
Rк1+Rэ1===3200 ,Ом
Rэ1=(0,1…0,3)Rк1
Возьмем Rэ1=0,1Rк1, тогда:
Rк1===2900 ,Ом
Rэ1=0,1Rк1=0,1*2900=290 ,Ом
Построим статистическую линию нагрузки. При IкА1=0 Uкэ1 = -Е = -15 ,В
При UкА1=0 Iк1===0,0047 ,А
Построим динамическую линию нагрузки Uк’1и рабочую точку.
Uк’1 = - = -=-1,9 , В
Отметим значения токов IкА1 +Iнm1 иIкА1 -Iнm1, спроецируем соответствующие им точки на линии динамической нагрузки на ось напряжений и найдемUнm1.Найденное значение
Uнm1 = 0,5 В больше рассчитанного ранееUнm1 = 0,35 В.
β===24