- •Расчет предварительного усилителя на транзисторе
- •Курсовая работа по дисциплине «Электротехника и электроника»
- •Содержание
- •Введение
- •1. Расчет усилителя
- •Исходные данные
- •2. Расчет режима транзистора по постоянному току
- •Выбор тока коллектора в рабочей точке
- •Определение тока базы в рабочей точке
- •3. Расчет параметров, обеспечивающих режим работы транзистора по постоянному току
- •6. Расчет емкости конденсаторов
- •Библиографический список
1. Расчет усилителя
Исходные данные
Вар |
Ес, мВ |
Rс, Ом |
Ku |
Rн, Ом |
S |
Fн,
|
Fв,
|
Tн, С |
Tв, С |
1 |
0,125 |
1000 |
90 |
400 |
3 |
500 Гц |
20 кГц |
-20 |
+80 |
Расчет
Определяется из задания ток в нагрузке Iн=Uн/Rн
Для определения Uн=Ec*Ku=0,000125*90=0,01125 V
Ток в нагрузке Iн=0,01125/400=0,000028125 А= 0,028125 мА
Определяется допустимая мощность
Находим мощность в нагрузке:
Pн=Iн*Uн
Pн=0,000028125*0,01125=0,00000032 Вт
Pк доп = 8*ξ*Pн= 8*1,2*0,00000032 = 0,0000030375 Вт
Определение допустимого тока коллектора транзистора Iк доп:
Iк доп=5*Iн = 0,000140625 А
Определение допустимого напряжения Uкэ доп:
Uкэ=10*Uн = 0,1125 В
Определение необходимого коэффициента усиления тока базы
В= (0,5÷1,5)*Ku
В= 1* 90 = 90
Частотный диапазон усилителя и выбор коэффициента частотных искажений Мн и Мв
fВ = 20 кГц, fН = 500 Гц, МВ = МН = 0,7
Выбираем транзистор из Приложения.
Наиболее подходящий по параметрам – транзистор КТ203Б
Транзистор |
Uкэдоп |
Iкдоп |
Ркдоп |
Iк0 |
fгр |
Ск |
h11э |
h12э х10-3 |
h21э |
h22э |
В |
мА |
мВт |
мкА |
МГц |
пФ |
Ом |
мкСм |
|||
КТ339А |
25 |
25 |
260 |
0,5 |
50 |
2 |
360 |
0,05 |
25 |
11 |
2. Расчет режима транзистора по постоянному току
Выбор тока коллектора в рабочей точке
= 0,459 мА
Полученное < 1 мА, следовательно, принимаем = 1 мА.
Откорректируем параметры транзистора в зависимости от тока коллектора:
h21=KIk*h21(1mA) = 1*25
h12=KIk*h12(1mA) = 1*0,05 *10-3
h11= KIk*h11(1mA) = 1*360 Ом
h22= KIk*h22(1mA) = 1*11 мкСм
Определение тока базы в рабочей точке
= /B= 1/90 = 0,011 мА
Проверка величины тока базы
= 0,000164 мА
Где, Rвх – входное сопротивление усилителя, можно принять
Rвх = [rб+rэ(1+В)]//Rб 0,8·h11э = 288 Ом
Условие выполнено, увеличивать не нужно.
3. Определение напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке.
= 0,064 В
Получено значение менее 2 В, значит принимаем .
3. Расчет параметров, обеспечивающих режим работы транзистора по постоянному току
Для схемы выбирают:
Сопротивление базы
Rб = 8[rб+rэ(1+В)] 8·h11э = 2880 Ом
= 0,32
Тогда
= 2880*0,32 = 928 Ом
. Полученное значение сопротивления округляем до ближайшего номинального значения.
= 1000 Ом
Определяем напряжение источника питания усилителя. Полагаем падение напряжения на резисторе RК в рабочей точке (ток коллектора равен ) равным напряжению . С учетом падения напряжения на резисторе RЭ
= 2*2 + 1*10-3*1000 = 5 В Округляем полученное значение до ближайшего большего номинального напряжения из ряда {5; 6,3; 9; 12; 15; 18; 24}. 5 В
Скорректируем значение . Для выбранного значения ЕК :
= = 2 В
Определяем сопротивление в цепи коллектора:
= 2000 Ом
Округляем полученное значение до ближайшего номинального 2000 Ом и корректируем для выбранного значения RК ток = 1 мА
Определяем напряжение базы относительно общей шины:
= 1*10-3*1000 + 0,7 = 1,7 В , где - напряжение между базой и эмиттером в рабочей точке, обычно для кремниевых транзисторов принимают . Мы принимаем его за 0,7 В.
4. Расчет делителя в цепи базы.
Напряжение холостого хода делителя = 1,7 + 0,011*10-3*2880 = 1,73 В . Величины сопротивлений вычисляется по известным выражениям:
= 8323 Ом , = 4404 Ом.
Полученные значения сопротивлений округляют до ближайших номинальных значений
= 8200 Ом; = 4300 Ом.
Величина тока делителя должна удовлетворять условию
.= 0,044*10-3
Условие выполнено.
После расчета параметров, обеспечивающих режим транзистора по постоянному току, необходимо проверить полученное значение коэффициента усиления
= 20, 2
где = 333,3 Ом
Rвх – входное сопротивление усилителя, = 320 Ом
Полученное значение Кu0 меньше заданного, следовательно, подключаем к схеме эмиттерный повторитель на выход.
5. Расчет усилителя с эмиттерным повторителем на выходе
Напряжение эмиттера в рабочей точке:
≈ ( Uk1 – 0,6) = 2 – 0,6 = 1,4 В
Сопротивление:
RЭ2 = = 3000 Ом.
Входное сопротивление эмиттерного повторителя находится по формуле:
Rвхэп ≈ Rэн(1+В)= 32123 Ом , где = 353Ом
Необходимый ток коллектора транзистора VT1 в рабочей точке 0,48 мА
,что значительно меньше 1 мА. При малых токах коллектора (менее 1 мА) снижается значение В, поэтому выбираем = 1 мА.
Ток эмиттера транзистора VT2 в рабочей точке определяют по выражению:
= 0,459 мА
Коэффициент усиления эмиттерного повторителя получается равным:
. = 0,98
Тогда общий коэффициент усиления будет равен КU = КусКэп. Здесь коэффициент усиления усилителя Кус определяется по формуле , но так как нагрузкой усилителя является входное сопротивление эмиттерного повторителя, то .= 1882,8 Ом
= 114
КU = КусКэп = 111,7.
Данное значение больше заданного (в пределах нормы), поэтому вносить дальнейшие изменения в схему не требуется.