Введение

Целью курсовой работы является приобретение знаний методов расчёта пассивных электрических цепей при различных воздействиях, получение навыков выбора элементов усилительных каскадов в режиме переменного сигнала, а также получение знаний и умений по оформлению конструкторской документации текстового характера и чертежей электрических схем.

Курсовая работа состоит из двух частей. Первая часть работы посвящена исследованию прохождения сигналов через линейные цепи. Вторая часть – расчёту одиночного каскада на полевом транзисторе с соответствующим каскаду блоком питания.

В соответствии с первым заданием осуществляется расчёт линейной пассивной электрической цепи операторным методом, определение её схемных функций, расчёт частотных и временных характеристик и построение временной диаграммы работы цепи при известной форме входного сигнала.

В соответствии со вторым заданием производится расчет каскада на полевом транзисторе КП350В, включенного по схеме с общим истоком. В процессе выполнения задания осуществляется выбор элементов принципиальной схемы усилительного каскада переменного тока для обеспечения как статического режима, так и режима передачи сигналов в рабочем диапазоне частот, рассчитываются основные частотные и временные характеристики схемы, строится временная диаграмма работы усилительного звена при передаче последовательности прямоугольных импульсов. Для рассматриваемой во втором задании схемы усилительного каскада разрабатывается блок питания.

Задание 2. Расчет одиночного каскада с ОИ на полевом транзисторе КП350В с блоком питания

1. Представить схему одиночного каскада на транзисторе заданного типа. Определить параметры схемы в рабочем диапазоне частот (на средних частотах): входное и выходное сопротивления R_вх и R_вых, коэффициенты передачи по току K_I, напряжению K_U и мощности K_P. Найти верхнюю граничную частоту работы схемы (f_{в гр}), на которой коэффициент передачи по напряжению уменьшается в раз. Рассчитать логарифмическую амплитудно-частотную характеристику (ЛАЧХ) и фазочастотную характеристику схемы.

2. Рассчитать блок питания для рассмотренного каскада усиления, обеспечивающий пульсации постоянного напряжения не более 0,1%.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 – исходные данные

Тип транзистора	Схема включения	Класс усиления	fн, Гц	Rн, кОм	Rг, кОм
КП350В	ОИ	А	60	2	10

2.1 Принципиальная схема каскада усилителя переменных сигналов на транзисторе, выбор рабочей точки и расчет параметров каскада для исходного статического режима

Транзистор КП350B –это кремниевый транзистор с двумя изолированными затворами и со встроенным каналом n–типа. Предназначен для работы в приемно-усилительной и другой аппаратуре.

Рисунок 2.1 –Принципиальная схема транзистора КП350В

Наименование	Значение
Входная емкость Сзи, пФ	3,5
Проходная емкость Cзс, пФ	0,05
Выходная емкость Cси, пФ	3,2
Напряжение сток-исток Uси мах, В	15
Ток стока Iс мах, мА	30
Температура окружающей среды Т, °С	-45°…+85°

Таблица 2.2 – характеристики транзистора КП350В

Выходная BAХ указанного транзистора КП350В приведена на рисунке 2.2. Построим нагрузочную прямую и выберем рабочую точку.

Рисунок 2.2-Выходная BAХ транзистора

Координаты выбранной рабочей точки, выбранной по классу усиления В:

Е_с0,8* U_{си мах}  0,8* 15 = 12 В;

I_с0,8* I_Cмах  0,8*30*10^-3 = 24 мА

Выберем Е_с=10 В, I_с=20 мА, тогда

I_с0= 7,7 мА;

U_з10= 1 В;

U_з20= 6 В;

U_cи0= 6 В;

Теперь подберем номиналы резисторов:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

(2.5)

Подставим выражение 2.2 и выражения 2.4-2.5 в 2.1

(2.6)

(2.6)

Из предыдущих выражений выразим R₆ и

(2.7)

(2.8)

Подставим известные данные в выражения (2.7) и (2.8) и возьмем R₁=4 МОм и R₂=1МОм, получаем:

R₆=129,87 Ом из стандартного ряда Е192, R₆=130 Ом

=0,7 , тогда возьмем R₃=0,4 МОм , R₄=1 МОм

Из (2.3) выразим R₅

(2.9)

Подставим известные данные в (2.9)

R₅=370 Ом

Тем самым, мы обеспечили статический режим работы УК.

2. Расчёт схемы в рабочем диапазоне частот.

В области средних частот внешние емкости С₁ С₂ и C₃ будем предполагать бесконечно большими и паразитные емкости С_зи, С_зс, С_си - равными нулю. Тогда малосигнальные эквивалентные схемы каскадов в области средних частот будут иметь вид, показанный на рис. 2.3

Рисунок 2.3- эквивалентная схема для средних частот

Обозначим R₀ = R₅ R_н

Ом

Полевой транзистор характеризуют следующие параметры:

1. Внутреннее (выходное) сопротивление – сопротивление транзистора между стоком и истоком:

при U_зи=const (2.10)

2. Крутизна характеристики:

при U_си=const (2.11)

3. Коэффициент передачи:

10*10^3*0,2*10^-3=2 (2.12)

4. Коэффициент передачи по напряжению:

(2.13)

Здесь знак “минус” означает, что каскад инвертирует сигнал.

5. Коэффициент передачи по току

(2.14)

6. Коэффициент передачи по мощности

(2.15)

7. Входное сопротивление:

(2.16)

8. Выходное сопротивление:

(2.17)