- •Федеральное государственное бюджетное образовательное
- •2. Описание принципиальной схемы
- •3. Расчёт элементов схемы по постоянному току
- •3.1. Предварительный расчёт резисторов диода v1
- •3.2. Предварительный расчёт по постоянному току каскада на полевом транзисторе v2
- •3.3 Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3, v4
- •3.4 Расчёт по постоянному току в схеме на оу
- •3.5 Проверка расчета по постоянному току с помощью компьютера
- •4. Расчет по сигналу
- •5. Расчёт оу
- •6.Функции сопротивления передачи
- •Литература:
3.2. Предварительный расчёт по постоянному току каскада на полевом транзисторе v2
Транзистор КП307Бимеет следующие справочные данные:
Ток стока начальный – Iс нач = 6 мА;
Максимальная крутизна – Smax= 9 мА/В;
Напряжение отсечки – Uотс. = -1.5 В;
Другие показатели:
Ёмкость затвор-исток – Cзи= 5 пФ;
Ёмкость проходная – Сзс = 1.5 пФ;
Ток утечки затвора – IУТ.З= 1 нА;
Сопротивление затвор – исток rЗИ= UЗИ/ IУТ.З =1000 МОм;
а) б)
Рис. 4 а). Принципиальная схема по постоянному току каскада V2
б). Вольт-амперная характеристика полевого транзистора с n-каналом
Для расчета резисторов R3, R4, R5 и R6 необходимо для начала рассчитать точку покоя полевого транзистора V2, исходя из его параметров: начального тока стока Iс нач, максимальной крутизны Smax и напряжения отсечки Uотс.
Напряжение затвор-исток выберем UЗИ = -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= 3 кОм, R5= 4,3 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 = 2,4 кОм.
Тогда ток делителя:
Сопротивление резистора:
В соответствии с номинальным рядом выбираем R3 = 22 кОм.
Проверка в программе FASTMEAN:
а).б).
Рис. 5 а). Схема замещения по постоянному току каскада; б). Эквивалентная ВАХ
Вывод программы FASTMEAN:
3.3 Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3, v4
Биполярный транзистор КТ375А имеет следующие параметры:
транзистор биполярный кремниевый;
UБЭ=0.7 В;
коэффициент усиления по току минимальный h21 min = 60;
коэффициент усиления по току максимальный h21max= 300;
частота единичного усиления fт = 250 МГц;
максимальный постоянный ток коллектора Ik max= 10 мА;
максимальное напряжение коллектор-эмиттерUкэ max= 30 В;
постоянная времени цепи обратной связи τк= 300 пс;
ёмкость коллекторного перехода Ск = 5 пФ;
допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе Рк доп= 200мВт.
Рис.6. 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 IК4 ≤ 6мА. Выбираем IК4=6 мА.Учитывая, что переменный коллекторный ток транзистора V3 меньше, чем переменный ток коллектора V4, можно выбрать постоянный коллекторный ток IК3 ≤ IК4. Выбираем IК3 = 5 мА.
Напряжение коллектор-эмиттер V4:
Напряжение на эмиттере V4:
Определяем напряжения:
Напряжение на базе V3:
Напряжение на коллекторе V4:
Для вычисления токов базы IБ3 и IБ4 и дальнейших расчетов коэффициенты передачи по току h21,3 и h21,4 определим с учетом их крайних значений =
Тогда
.
При больших h21 принимают равными IЭ3IК3,IЭ4IК4.
Теперь вычислим сопротивления R9, R10 иR11:
Для вычисления сопротивлений R7 и R8 нужно определить ток делителя IД3.Обычно его выбирают IД3 ≥ 10*IБ3. Следовательно,
IД3 ≥ 10(0.037 мА) = 0.37 мА.
Тогда:
В соответствии с номинальным рядом получаем:
R7 = 18 кОм, R8 = 6.8 кОм, R9= 330 Ом, R10=680 Ом, R11=150 Ом.