3. Схема цепи питания и стабилизации режима работы транзистора.
Схема цепи питания и стабилизации режима работы представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема цепи питания и стабилизации режимов работы.
4. Выбор режима работы транзистора.
На семействе выходных характеристик транзистора постройте нагрузочную прямую по постоянному току. Сопротивление в цепи эмиттера возьмите из соотношения:
RЭ = 0,2 RК
RЭ = 0.26*103 Ом
Ближайшее стандартное значение по ряду Е24 = 0.27 кОм
Далее рассчитаем напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке UКЭ рт
UКЭ рт = 2.922 В
Нагрузочную прямую построим по двум точкам: ( 0; E / ( RК + RЭ ) ) и
( E; 0 ), т. е. ( 0; 5.7 мА ) и ( 9; 0 ).
В качестве рабочей точки выберем ближайшую к рассчитанному значению UКЭ рт точку пересечения нагрузочной прямой по постоянному току с одной из характеристик семейства.
UКЭ рт = 4.8 В
Определите ток коллектора в рабочей точке IК рт
IК рт = 3 мА
Отметим выбранную рабочую точку на входной характеристике транзистора.
IБ рт = 0.075 * 10-3 А
Определим параметры рабочей точки (РТ):
UБЭ рт = 0.63 В IБ рт = 0.075 * 10-3 А
IК рт = 3 мА UКЭ рт = 4.8 В
5. Расчет делителя в цепи базы.
Рассчитаем сопротивления делителя RБ1,RБ2 в цепи базы.
Чем больше будет сквозной ток делителя IД = E/(RБ1 + RБ2), тем стабильнее будет режим работы при замене транзистора и изменении температуры окружающей среды, но тем больше будет ток, потребляемый каскадом от источника питания, поэтому сквозной ток делителя выбирают из компромиссных соображений. На практике сквозной ток делителя выбирают из условия IД = (3÷10) IБ рт.
IД = 0.4 * 10-3 А
Полагая, что
URэ = IЭ рт RЭ = (IК рт + IБ рт) RЭ.
URэ = 0.832 В
Рассчитаем сопротивление резистора RБ2
Согласно закону Ома, сопротивление резистора
RБ2 = 3.704 * 103 Ом
Выберем стандартное значение сопротивления RБ2 по ряду Е24 и пересчитаем ток делителя:
IД* = 0.4116 * 10-3 А
Рассчитаем сопротивление резистора RБ1:
RБ1 = 1.536 * 104 Ом
Выберем ближайшее стандартное значение сопротивления RБ1 по ряду Е24.
RБ1 = 1.5 кОм
6. Определение h-параметров транзистора по статическим характеристикам.
По статическим характеристикам транзистора можно определить три из четырех h-параметров: входное сопротивление h11Э, статический коэффициент передачи тока базы транзистора h21Э и выходную проводимость h22Э.
Входное сопротивление h11Э = ΔUБЭ / ΔIБ при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора (UКЭ = const) определяют по входным характеристикам транзистора. Для этого зададим приращение напряжения база-эмиттер ΔUБЭ симметрично относительно рабочей точки и определите соответствующее приращение тока базы ΔIБ.
h11э = 1.149 Ом
Статический коэффициент передачи тока базы транзистора h21Э = ΔIК / ΔIБ при коротком замыкании по переменному току на выходе транзистора (UКЭ = const) определяют по выходным характеристикам транзистора. Для нахождения параметра h21Э необходимо задать приращение тока базы ΔIБ и определить соответствующее приращение тока коллектора ΔIК.
ΔIК = 2*10-3 А
ΔIБ = 50*10-3 А
h21Э = 40
Выходную проводимость h22Э = ΔIК / ΔUКЭ в режиме холостого хода на входе транзистора (IБ = const) определяют также как и параметр h21Э по выходным характеристикам транзистора. Для нахождения параметра h22Э необходимо задать приращение напряжения коллектор-эмиттер ΔUКЭ и определить соответствующее приращение тока коллектора ΔIК. Условию IБ = const будут отвечать точки, лежащие на выходной характеристике, проходящей через рабочую точку транзистора. Поскольку выходные характеристики линейны в широком диапазоне напряжений, то приращение ΔUКЭ может быть достаточно большим, при этом его симметричность относительно рабочей точки не имеет значения.
ΔUКЭ = 4 В
ΔIК = 0.1*10-3 А
h22Э = 2.5*10-5 См
Четвертый параметр – коэффициент обратной связи по напряжению h12Э по приводимым в справочниках статическим характеристикам определить невозможно. У маломощных транзисторов коэффициент обратной связи по напряжению h12Э = (1÷10) 10–4.
h12Э = 5*10-4