Введение

Роль электроники в современной науке и технике трудно переоценить. Она справедливо считается катализатором научно-технического прогресса. Спектр ее применения прости­рается от фундаментальных исследований до прикладного ис­пользования. Электроника влияет на все народное хозяй­ство, но не непосредственно, а через целый ряд специфических отраслей, таких как вычислительная техника, информацион­но-измерительные системы, робототехника, микропроцессоры.

Важнейшим элементом электроники является транзистор, обладающий свойством усиления электрического сигнала. На транзисторе, в основном, построены все существующие схемы усилителей.

Усилитель – это любое усилительное устройство, включенное между источником сигнала и нагрузкой и предназначенное для усиления мощности, напряжения или тока.

Основные показатели усилителей:

1. Входные и выходные параметры;

2. Потребляемая мощность и КПД;

3. Линейные и нелинейные искажения;

4. Собственные помехи усилителя;

5. Амплитудная характеристика и динамический диапазон.

Усилители классифицируются по:

1. По характеру усиливаемого сигнала

- усилители переменного тока и напряжения;

- усилители постоянного тока и напряжения.

2. По полосе пропускания:

- Усилители НЧ;

- Усилители ВЧ;

- Узкополосные усилители;

- Широкополосные усилители.

3. По назначению:

- Усилители мощности;

- Усилители напряжения;

- Усилители тока;

4. По виду применяемого элемента

В данной курсовой работе было предложено рассчитать резисторный каскад предварительного усиления на биполярном транзисторе. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером. Питание цепей смещения и коллекторных цепей осуществляется от общего источника.

Целями данной курсовой работы являются:

- начертить принципиальную схему каскада;

- выбрать тип транзистора;

- выбрать режим работы транзистора по коллекторному току (U_0К, I_0К, I_0Б, U_0БЭ);

- рассчитать номиналы резисторов (R₁, R₂, R_К, R_Э) и выбрать их тип;

- рассчитать номиналы конденсаторов (Ср₁, Ср₂, С_Э) и выбрать их тип;

- определить коэффициент усиления каскада по напряжению К_U на средней частоте рабочего диапазона.

- рассчитать стабилизатор напряжения компенсационного типа.

- рассчитать выпрямитель.

Основная часть.

1. Расчет каскада предварительного усилителя.

1.1. Выбор транзистора.

Для резисторного каскада транзистор выбирают по трем его справочным параметрам: верхней граничной частоте f_β, величине тока покоя коллектора I_К0, и наибольшему допустимому напряжению коллектора U_{КЭ ДОП}.

Фактором, влияющим на характеристики усилителя в области высоких частот, является зависимость коэффициента β транзистора от частоты. О степени уменьшения коэффициента β судят по граничной частоте f_β, на которой его значение снижается в корень из 2 раз относительно величины β₀, действительной для области средних частот.

Граничная частота передачи тока базы f_β должна более чем в пять раз превышать заданную верхнюю частоту усилителя f_В:

f_β > 5f_В,

f_В = 3,3 МГц, тогда f_β > 16,5 МГц.

Ток покоя коллектора выбираемиз условия:

I_{К ДОП} > I _К0 > 1,5 I_Н, тогда

I_{К ДОП} > I _К0 > 2,1 мА,

I_Н = U_Н/R_Н = 5/3500 = 1,4 мА.

Напряжение питания усилителя Е_К должно быть выбрано исходя из значения наибольшего допустимого напряжения коллектора:

Е_К< 0,8 U_{КЭ ДОП}

Е_К< 0,8 ·25

Е_К< 20 В

Зададимся значением Е_К = 15 В.

По справочнику выбираем транзистор, удовлетворяющий поставленным требованиям. Всем поставленным требованиям удовлетворяет широко распространенный транзистор КТ315Б, имеющий характеристики, приведённые ниже:

f_β = 250 МГц

I_{К ДОП} = 100 мА

U_{КЭ ДОП} = 25 В

β_MIN = 50

β_MAX = 350