Содержание

Задание на курсовую работу ............................................................................................3

Введение .............................................................................................................................4

1. Расчёт коэффициента усиления .................................................................................. 5

2. Расчёт выходного каскада ............................................................................................6

2.1. Выбор рабочей точки транзистора ........................................................................7

2.2. Расчёт эмиттерного повторителя ........................................................................10

2.3. Расчёт элементов фиксации рабочей точки .......................................................12

2.4. Расчёт коэффициента усиления выходного каскада .........................................12

2.5. Расчёт ёмкостных элементов ...............................................................................12

3. Расчёт входного каскада .............................................................................................13

3.1. Выбор рабочей точки транзистора ......................................................................14

3.2. Расчёт элементов фиксации рабочей точки .......................................................17

3.3. Расчёт коэффициента усиления входного каскада ............................................18

3.4. Расчёт ёмкостных элементов ...............................................................................19

4. Расчёт реально достигнутого коэффициента усиления ...........................................19

5. Расчёт элементов цепи ООС .......................................................................................19

6. Построение характеристики Мос(ω) .........................................................................20

7. Моделирование ............................................................................................................21

7.1. Выходной каскад ..................................................................................................21

7.2. Входной каскад .....................................................................................................23

7.3. Усилитель без ООС ..............................................................................................25

7.4. Усилитель с ООС ..................................................................................................26

7.5. Результаты моделирования ..................................................................................28

7.6. Спецификация .......................................................................................................29

Выходной каскад................................................................................................29

Входной каскад………………………………………………………………...30

Усилитель без ООС............................................................................................31

Усилитель с ООС………………………………………………………………32

Заключение........................................................................................................................33

Список литературы...........................................................................................................34

Задание на курсовую работу

№ варианта	26-31
Тип проводимости транзистора	p-n-p,p-канал
UBхm, мВ	340
Rг, Ом	50
Rн, Ом	300
Pн, Вт	0,2
t°макс, °С	45
fH, Гц	20
fB, кГц	200
Мосн(ωн)	0,83
Мосв(ωв)	0,83

Введение

Электронные приборы – устройства, принцип действия которых основан на использовании явлений связанных с движущимися потоками заряженных частиц. В зависимости от того как происходит управление, электронные приборы делят на вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые. В настоящее время трудно назвать такую отрасль, в которой в той или иной степени не применялась бы электроника. Космические и авиационные летательный аппараты, техника, все виды транспорта, медицина, атомная физика, машиностроение используют электронику во все нарастающих масштабах. Достижения электроники используют все телевизионные передатчики и приемники, аппараты для приема радиовещания, телеграфная аппаратура и квазиэлектронные АТС, аппаратура для междугородней связи.

Одним из наиболее важных применений электронных приборов является усиление электрических сигналов, т.е. увеличение их мощности, амплитуды тока или напряжения до заданной вели­чины. В настоящее время усилительные устройства развиваются во многих направлениях, расширяется диапазон усиливаемых частот, выходная мощность. В развитии усилительных устройств широкие перспективы от­крывает применение интегральных микросхем.

В ходе данной курсовой работы рассчитаны статические и динамические параметры многокаскадного усилительного устройства переменного тока с обратной связью в соответствии с данными технического задания и смоделирована его работа в среде Micro-Cap 9.

1. Расчёт коэффициента усиления

Определим напряжение на нагрузке Uн:

Uн = ==7,75 ,В

Найдём амплитудное значение напряжения U_Hт:

U_Hт = √2*Uн = √2*7,75 = 10,96 ,В

Определим коэффициент усиления замкнутого усилителя Кос:

Кос = == 32,235

Предположим, что число каскадов n равно одному, тогда:

Мос_н(ω_н) = Мос_в(ω_в) =

X ===1

Составим квадратное уравнение и решим его относительно Кβ:

= 0,83

0,83*=1- Кβ

0,6889*(2-2Кβ+ Кβ²) = 1-2Кβ+ Кβ²

0,3778+0,622 Кβ -0,311Кβ² = 0

Кβ = -0,49

Найдём коэффициент усиления разомкнутого усилителя:

К=Кос*(1-Кβ) = 32,235*(1+0.49) = 48> 10

Следовательно, усилитель не может быть однокаскадным.

Предположим, что число каскадов n равно двум, тогда:

Мос_н(ω_н) = Мос_в(ω_в) =

X ===1

Составим квадратное уравнение и решим его относительно Кβ:

= 0,83

0,83*=1- Кβ

0,6889*(4+Кβ²) = 1-2Кβ+ Кβ²

1,7556+2Кβ -0,311Кβ² = 0

Кβ = -0,78

Найдём коэффициент усиления разомкнутого усилителя:

К=Кос*(1-Кβ) = 32,235*(1+0.78) = 57,2 < 100

Следовательно, усилитель должен быть двухкаскадным.

2. Расчёт выходного каскада

Схема выходного каскада:

2.1. Выбор рабочей точки транзистора

Выбор рабочей точки А в транзисторе в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора Iк_А2 и напряженияUк_А2. Найдём значенияIк_А2,Uк_А2 иPк_А2, считая, что сопротивление эмиттераRэ2 = 0:

Iн = = =0,0258 ,А

Iн_m2 = √2 * Iн = √2*0,0258 = 0,037 ,А

U_{H т}2 = √2 * Uн = √2*7,75 = 10,96 ,В

Umin = 1 В ; Кзап = 0,9

Uк_А2 = U_{H т}2 + Umin = 10,96+1 = 11,96 ,В

С целью отсутствия обрезания сигнала на выходе примем Uк_А2=12 ,В.

Из схемы выходного каскада следует, что потенциал Uк_А2 отрицательный, т.е.Uк_А2=-12,В.

Iк_А2 = = =0,041 ,А

Pк_А2 = Iк_А2 * /Uк_А2/ = 0,041*12 = 0,49 ,Вт

Определим напряжение питания усилителя Е:

Е = 2 * /Uк_A2/ = 2 * 12 = 24 ,В

Таким образом, условия выбора транзистора выходного каскада следующие:

1. Тип проводимости: p-n-p

2. Iк_доп ≥ 2 * Iк_А2 = 82 ,мА

3. Uк_доп ≥ Е = 24 ,В

4. Pк_доп ≥ Pк_А2 = 490 ,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

Найдем линию статической нагрузки:

Iк2 = f(Uкэ2)

Uк2 = -Е + Iк2 * Rк2

Uэ2 = -Iэ2 * Rэ2 ≈ -Iк2 * Rэ2

Uкэ2 = Uк2 - Uэ2 = -E + Iк2*(Rк2 + Rэ2)

Iк2 = +

Найдем сопротивления коллектора и эмиттера. Из уравнения статистической нагрузки:

Rк2+Rэ2===293 ,Ом

Rэ2=(0,1…0,3)Rк2

Возьмем Rэ2=0,1Rк2, тогда:

Rк2===266 ,Ом

Rэ2=0,1Rк2=0,1*266=27 ,Ом

Построим статистическую линию нагрузки. При Iк_А2=0 Uкэ2 = -Е = -24 ,В

При Uк_А2=0 Iк2===0,082 ,А

Построим динамическую линию нагрузки Uк’2и рабочую точку.

Uк^’2 = - = -=-17,78 , В

Отметим значения токов Iк_А2 +Iн_m2 иIк_А2 -Iн_m2, спроецируем соответствующие им точки на линии динамической нагрузки на ось напряжений и найдемUн_m2.Найденное значение

Uн_m2 = -5 В меньше рассчитанного ранее , поэтому включаем в схему эмиттерный повторитель.