Федеральное агентство связи

ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЕЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Курсовая работа по дисциплине «Основы схемотехники»

Пояснительная записка

210404 000000 013 ПЗ

Руководитель		В.А. Матвиенко
канд. техн. наук, доцент
Студент группы АЕ-62		И. А. Матвеев

Екатеринбург

2008

СОДЕРЖАНИЕ

Введение	3
Задание на курсовую работу	4
Построение нагрузочной прямой по постоянному току	6
Определение малосигнальных параметров транзистора	8
Определение величин эквивалентной схемы транзистора	9
Определение граничной и предельной частот	11
Определение сопротивления нагрузки транзистора по переменному току	12
Построение сквозной характеристики	13
Определение коэффициента нелинейных искажений	14
Определение коэффициента нелинейных искажений	15
Заключение	16
Список литературы	17
Приложение	18

ВВЕДЕНИЕ

Цель курсовой работы состоит в закреплении знаний, полученных при изучении дисциплины «Основы схемотехники», в получении опыта разработки и расчета основных характеристик усилительных каскадов, а так же в активизации самостоятельной учебной работы студентов, в развитии умений выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и эквивалентные схемы биполярных транзисторов, получить разностороннее представление о конкретных электронных элементах.

В ходе выполнения курсовой работы необходимо для заданного типа транзистора выписать паспортные параметры и статические характеристики, в соответствии со схемой включения и величинами элементов схемы усилительного каскада выбрать положение режима покоя, для которого рассчитать величины элементов эквивалентных схем транзистора и малосигнальные параметры транзистора, графо-аналитическим методом определить параметры усилительного каскада.

1. Задание на курсовую работу Исходные данные к курсовой работе:

Номер варианта	13
Тип транзистора	КТ208Д
Напряжение источника питания, Eп	24 В
Сопротивление цепи К, Rк	1,5 кОм
Сопротивление нагрузки, Rн	2 кОм

Описание транзистора: кремниевый эпитаксиально-планарный p-n-p транзистор, предназначенный для использования в импульсных, усилительных и других схемах.

Корпус металлический, герметичный, с гибкими выводами. Масса транзистора не более 0,7 г.

Электрические параметры:

Наименование	Обоз-наче-ние	Значения			Режимы измерения
		min	Ти-по-вое	max	Uк , В	Iк, мА	IБ, мА	f, кГц
Обратный ток коллектора, мкА	I КБ0			1	UКБ мах
Обратный ток эмиттера, мкА (при UЭ = UЭБ МАХ)	I ЭБ0			1
Напряжение насыщения коллектор- эмиттер, В	UКЭ нас			0,4		300	60
Напряжение насыщения база- эмиттер, В	UБЭ нас			1,5		300	60
Коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала схеме с ОЭ: при Тс=+125 0С при Тс=-60 0С	h21э	40 40 20	80	120 240 120	1	30		0,27 0,27 0,27
Входное сопротивление в режиме малого сигнала в схеме с ОЭ, Ом (при I э=5мА)	h11э	130	800	2500	5			0,27
Выходная проводимость в режиме малого сигнала при х.х., См (при Iэ=1 мА)	h22э	0,15	0,3	0,55	5			0,27
Емкость коллекторного перехода, пФ	Ск			50	10			500
Емкость эмиттерного перехода, пФ ( при Uэ=0,5 В)	СЭ			100				500
Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ, МГц	fгр	5			5	10

Максимально допустимые параметры:

Гарантируются при температуре окружающей среды Т_с=25...125 ⁰С

IК max - Постоянный ток коллектора, А.	0,3
IК и max - Импульсный ток коллектора, А (h21Э ≥ 6, UКЭ нас≤0.7 B, IБ≥0.1 A)	0,5
IБ max- Постоянный ток базы, А	0,1
UКБ max - Постоянное напряжение коллектор-база, В (при понижении Тс от +15 до -60 значения UКБ мах, UКЭ R мах уменьшаются до 10 В)	30
UКЭ R max - Постоянное напряжение коллектор-эмиттер (при Rб10 кОм),В	30
UЭБ max - Постоянное напряжение эмиттер-база, В	10
Pк max - Постоянная рассеиваемая мощность коллектора, мВт
При Тс=-60…+60 0С	200
При Тс=600С…125 0С	50
Т п мах - Температура перехода, 0С	150
Допустимая температура окружающей среды, 0С	-60..+125

На рисунке 1 представлена схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером и с эмиттерной стабилизацией.

Рис 1. Схема транзистора с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией

2. Построение нагрузочной прямой по постоянному току

   На семействе выходных характеристик построим нагрузочную прямую по постоянному току. Для предотвращения сильных нелинейных искажений и тепловой неустойчивости транзистора, а также уменьшения нестабильности параметров усилительного каскада, выбираем схему с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией рабочей точки, в которой используется отрицательная обратная связь по постоянному току. Тогда нагрузочная прямая строится по уравнению:

,

где E_п – напряжение питания,

U_кэ – напряжение коллектор-эмиттер,

I_к – ток коллектора,

R_к – сопротивление цепи коллектора,

R_э – сопротивление эмиттера.

Для дальнейших вычислений найдем R_э:

Нагрузочная прямая строится по двум точкам:

• при I_к = 0 и U_кэ = E_п =24 В

• при U_кэ=0 и

Рабочая точка выбирается посередине участка насыщения в точке пересечения нагрузочной прямой с выходной характеристикой (рис.2).

Рис 2. Семейство выходных характеристик транзистора КТ208Д

КТ208Д имеет ∆I_б = 15 мкА.

Рис 3. Семейство входных характеристик транзистора КТ208Д

Параметры режима покоя:

U_кэ⁰ = 11 В; I_к⁰ = 6,5 мА; I_б⁰ = 60 мкА = 0,06 мА; U_бэ⁰ = 0,65 В.

Затем выберем ток делителя I_д, протекающего через R₂, из условия I_д=5×I_б^о, и определим величины резисторов R₁, R₂ по следующим соотношениям:

I_д= 5×I_б^о = 5×0,06×10^-3= 0,3 мА

U_Rэ = I_э×R_э  I_к^о×Rэ= 6,5×10^-3×300 =1,95 В

U_R2 = U_бэ^о + U_Rэ = 0,65+1,95 = 2,6 B

Номинальное значение R₁ = 62 кОм.

Номинальное значение R₂ = 9,1 кОм.