- •1. Расчёт коэффициента усиления
- •2. Расчёт выходного каскада
- •2.1. Выбор рабочей точки транзистора
- •2.2. Расчёт эмиттерного повторителя
- •2.3. Расчёт элементов фиксации рабочей точки
- •2.4. Расчёт коэффициента усиления выходного каскада
- •2.5. Расчёт ёмкостных элементов
- •3. Расчёт входного каскада
- •3.1. Выбор рабочей точки транзистора
- •3.2. Расчёт элементов фиксации рабочей точки
- •3.3. Расчёт коэффициента усиления входного каскада
- •7.6. Спецификация.
2.2. Расчёт эмиттерного повторителя
Схема выходного каскада с эмиттерным повторителем:
Дифференциальный коэффициент передачи тока базы находится по формуле:
β===200
Тогда сопротивление выхода в схеме с эмиттерным повторителем:
Rвых2 = (1+β)=(1+200) =4979 ,Ом
Uк’’2 = - = -=-22,35 ,В
Снова отмечаем токи IкА2 +Iнm2 иIкА2 -Iнm2, проецируем соответствующие им точки на линии динамической нагрузки на ось напряжений и находимUнm2. Найденное значение
Uнm2= -11В больше рассчитанного ранееUнm2=10,96В.
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 = 0,22,мА
UбэА2 = 0,7 ,В
Найдем температурные изменения токов:
=(0,001…0,01)Iнm2=0,001*0,037=37 ,мкА
Iк0 (t0)= Iк0 (t0спр)*==2,6 ,мкА
Iк0 (t0лаб)= Iк0 (t0спр)*==0,1 ,мкА
= |Iк0 (t0) - Iк0 (t0лаб )| = |2,6*10-6 -0,1*10-6 | = 2,5 ,мкА
Тогда коэффициент нестабильности N2 определяется следующим образом:
N2===15
N2 должен находиться в диапазоне (2…15). Это условие выполняется.
Найдем сопротивление R22:
=409,Ом
Найдём ток делителя IД2:
IЭА2= IбА2+ IкА2=0,22+41=41 ,мА
IД2= IбА2+=0,22*10-3+=4,6 ,мА
Ток делителя должен быть IД2 ≥(3…10)IбА2:
Условие выполняется.
Найдём сопротивление R12:
R12=4785 ,Ом
2.4. Расчёт коэффициента усиления выходного каскада
По входным характеристикам биполярного транзистора найдем его входное сопротивление:
h11э2==100
Rвх2=80 ,Ом
В качестве сопротивления генератора на выходном каскаде принимается сопротивление коллектора входного каскада.
К2= --=-18,74
K2=-18,74
2.5. Расчёт ёмкостных элементов
Для каскадов на биполярном транзисторе значения емкостей конденсаторов C2,C3иСэ2 рассчитываются следующим образом:
2*3,1416 *20 = 126
С2=2,94*10-6=2,94 ,мкФ
С3=1,51*10-6=1,51 ,мкФ
Сэ2===0,0476=47,6 ,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 = ==0,57 ,В
Сопротивление нагрузки для входного каскада Rн1=Rвх2=80 ,Ом
Iнm1 = ==0,0072,А
Umin = 1 В ; Кзап = 0,9
UкА1 = UH т + Umin = 0,57+1 = 1,57 ,В
Из схемы выходного каскада следует, что потенциал UкА1 отрицательный, т.е.UкА1=-1,57,В.
IкА1= = =0,0078 ,А
PкА1 = IкА1 *|UкА1| = 0,0078*1,57 =0,013 ,Вт
Таким образом, условия выбора транзистора выходного каскада следующие:
Тип проводимости: p-n-p
Iкдоп ≥ 2 * IкА1 = 16 ,мА
Uкдоп ≥ Е = 24 ,В
Pкдоп ≥ PкА1 = 13 ,мВт
Транзистором, удовлетворяющим всем требованиям, является КТ3107Д.
Основные характеристики транзистора представлены в следующей таблице:
Тип проводимости |
Uкэ,В |
Iк,мА |
Pк,мВт |
Iк0 (t0),мкА |
p-n-p |
25 |
100 |
500 |
0,1 при t0=250С |
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===1446 ,Ом
Rэ1=(0,1…0,3)Rк1
Возьмем Rэ1=0,1Rк1, тогда:
Rк1===1315 ,Ом
Rэ1=0,1Rк1=0,1*1315=131 ,Ом
Построим статистическую линию нагрузки. При IкА1=0 Uкэ1 = -Е = -24 ,В
При UкА1=0 Iк1===0,0083 ,А
Построим динамическую линию нагрузки Uк’1и рабочую точку.
Uк’1 = - = -=-2,18 , В
Отметим значения токов IкА1 +Iнm1 иIкА1 -Iнm1, спроецируем соответствующие им точки на линии динамической нагрузки на ось напряжений и найдемUнm1.Найденное значение
Uнm1 = 0,6 В больше рассчитанного ранееUнm1 = 0,57 В.
β===180