Электроника. Расчет, монтаж и испытание резисторного каскада усиления. Хаптаев А.П. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

11
h
11Э
(r
ББ
)=r
вх
, тогда
Э
БЭП
h
U
11
БП
I =
Ток делителя I
G
в базовой цепи выбирается в 5÷10 раз больше тока
базы транзистора, при этом ток базы практически не меняется. Такое
соотношение между токами определяется требованиями эмиттерной
стабилизации режима покоя.
Ток базы покоя I
БП
определяет значение I
кп
и U
кэп
, но для этого
вначале надо построить на выходных характеристиках транзистора
статическую нагрузочную прямую.
Уравнение нагрузочной прямой связывает между собой выходной
ток I
к
и напряжение на коллекторе U
КЭ
с напряжением питания Е
К
; при
этом нагрузкой по постоянному току в цепи коллектора будут
резистивные сопротивления R
к
и R
Э
, поэтому U
кэ
=Е
к
-I
к
(R
к
+R
э
)
Так как R
к
>>R
э,
уравнение прямой можно записать так: U
кэ
=Е
к
- I
к
R
к
Построение этой прямой на выходных характеристиках не
представляет труда, т.к. она проходит через две точки:
1. I
к
=0, U
кэ
=Е
к
и 2. U
к
=0,
Κ
Κ
Κ
Ε
=Ι
R
'
Так как значение Е
К
задано, то значение
'
Κ
Ι
, а значит R
к
, необходимо
определить, исходя из требований получения максимальной амплитуды
выходного тока и линейности режима усиления. Для выполнения первого
требования
'
Κ
Ι
можно увеличивать вплоть до 0,8I
кmax
, но не более. Для
выполнения второго условия выходная характеристика, соответствующая
значению I
БП
, должна пересекать нагрузочную прямую на середине и при
этом
Э
к
h
11
'
КП
I
Ι
.
Расчет элементов схемы.
Рассчитываем сопротивление резистора в цепи эмиттера Rэ. Для этого
прежде всего зададимся падением напряжения на нем: U
Rэ
=γ⋅Εκ, где
γ=0,05÷0,2 – глубина отрицательной обработкой связи по постоянному
току (глубина температурной стабилизации режима работы транзистора)
п
RЭ
ЭП
RЭ
UU
κ
Ι
Ι
=
Э
R
Рассчитаем коллекторное сопротивление R
к
.
'
к
к
эк
Е
RR
Ι
=
, откуда
э
к
к
R
Ι
Ε
=
'
к
R
Возьмем ток делителя – I
G
=5I
БП
, тогда сопротивление резистора R
δ2
делителя R
Б2
R
Б1
12
R
Б2
=(U
RЭ
+U
БЭП
)/ I
G
Сопротивление резистора R
δ1
определяется по формуле:
R
Б1
=(Е
к
- U
RЭ
- U
БЭП
)/( I
G
+I
БП
)
Емкости разделительных конденсаторов С
р1
=С
р2
определяются из
условия:
10
1
XRв
С
рН
ω
,
где:
н
ω
- нижняя круговая частота рабочего диапазона, равная
н
ω
= 2πƒн;
Rвхвходное сопротивление каскада, которое согласно эквивалентной
схеме усилительного каскада (рис.4), будет равно:
1
1121
111
++=
ЭББ
X
hRR
Rв
Тогда
XRвfRв
C
Н
Х
н
P
πω
2
1010
=
=
Емкость конденсатора Сэ, шунтирующего Rэ на переменном токе,
определится из условия:
10
1
Э
ЭН
R
С
ω
,
Тогда
ЭН
Э
Э
RfR
C
πω
2
1010
=
=
Η
1.5. Общие рекомендации по выбору резисторов и конденсаторов.
Маломощные (мощность рассеивания до 2Вт включительно)
постоянные резисторы рекомендуется выбирать из
металлодиэлектрических резисторов общего назначения с предельными
отклонениями от номинальных значений 5%(ряд Е
24) или 10%(ряд Е12)
Применение резисторов с меньшими отклонениями и, следовательно
более точных, технически и экономически нецелесообразно. Все серийно
выпускаемые резисторы имеют стандартизированные значения
сопротивлений, образующих ряд номинальных сопротивлений. Поэтому
                          U БЭП                                                                         RБ2=(URЭ+UБЭП)/ IG
                      I =
h11Э (rББ)=rвх, тогда БП h
                           11Э

      Ток делителя IG в базовой цепи выбирается в 5÷10 раз больше тока         Сопротивление резистора Rδ1 определяется по формуле:
базы транзистора, при этом ток базы практически не меняется. Такое
соотношение между токами определяется требованиями эмиттерной                                     RБ1=(Ек - URЭ - UБЭП)/( IG +IБП)
стабилизации режима покоя.
      Ток базы покоя IБП определяет значение Iкп и Uкэп, но для этого       Емкости разделительных конденсаторов Ср1=Ср2 определяются из
вначале надо построить на выходных характеристиках транзистора              условия:
статическую нагрузочную прямую.                                                                       1     Rв X
                                                                                                          ≅
      Уравнение нагрузочной прямой связывает между собой выходной                                   ωНС р    10 ,
ток Iк и напряжение на коллекторе UКЭ с напряжением питания ЕК; при          где:
этом нагрузкой по постоянному току в цепи коллектора будут                  ω н - нижняя круговая частота рабочего диапазона, равная ω н = 2πƒн;
резистивные сопротивления Rк и RЭ, поэтому Uкэ=Ек-Iк(Rк+Rэ)
                                                                            Rвх –входное сопротивление каскада, которое согласно эквивалентной
      Так как Rк>>Rэ, уравнение прямой можно записать так: Uкэ=Ек - Iк⋅Rк
                                                                            схеме усилительного каскада (рис.4), будет равно:
      Построение этой прямой на выходных характеристиках не                                                                        −1
представляет труда, т.к. она проходит через две точки:                                                      1     1      1 
                                                                                                    RвX =     +      +      
                                                       ΕΚ                                                    R
                                                                                                            Б1   R      h11Э 
                    1. Iк=0, Uкэ=Ек и 2. Uк=0, Ι Κ =
                                                 '                                                                  Б2
                                                       RΚ                   Тогда
   Так как значение ЕК задано, то значение Ι , а значит Rк, необходимо
                                              '
                                                                                                             10          10
                                              Κ
                                                                                                   CP =             =
определить, исходя из требований получения максимальной амплитуды                                         ω н ⋅ Rв Х 2π f Н Rв X
выходного тока и линейности режима усиления. Для выполнения первого
требования Ι Κ можно увеличивать вплоть до 0,8⋅Iкmax, но не более. Для
             '
                                                                               Емкость конденсатора Сэ, шунтирующего Rэ на переменном токе,
выполнения второго условия выходная характеристика, соответствующая                                   1     RЭ
значению IБП, должна пересекать нагрузочную прямую на середине и при        определится из условия: ω С ≅ 10 ,
                                                                                                     Н Э
             Ι 'к                                                           Тогда
этом I КП ≈ h .                                                                                            10        10
             11Э
                                                                                                    CЭ =          =
     Расчет элементов схемы.                                                                             ω Η ⋅ R Э 2π f Н R Э
Рассчитываем сопротивление резистора в цепи эмиттера Rэ. Для этого
прежде всего зададимся падением напряжения на нем: URэ=γ⋅Εκ, где
γ=0,05÷0,2 – глубина отрицательной обработкой связи по постоянному          1.5. Общие рекомендации по выбору резисторов и конденсаторов.
току (глубина температурной стабилизации режима работы транзистора)              Маломощные (мощность рассеивания до 2Вт включительно)
                                    U     U                                 постоянные       резисторы      рекомендуется      выбирать       из
                             R Э = RЭ ≈ RЭ
                                     Ι ЭП  Ι κп                             металлодиэлектрических резисторов общего назначения с предельными
Рассчитаем коллекторное сопротивление Rк.                                   отклонениями от номинальных значений 5%(ряд Е24) или 10%(ряд Е12)
                             Е                  Ε                               Применение резисторов с меньшими отклонениями и, следовательно
                    Rк − Rэ = ' к , откуда R к = ' к − Rэ                   более точных, технически и экономически нецелесообразно. Все серийно
                              Ιк                 Ιк                         выпускаемые резисторы имеют стандартизированные значения
   Возьмем ток делителя – IG =5⋅IБП, тогда сопротивление резистора Rδ2      сопротивлений, образующих ряд номинальных сопротивлений. Поэтому
делителя RБ2 RБ1
                                   11                                                                            12