Электротехника и основы электроники. Николаев Г.М - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

искажений каскада в области нижних частот Мн; 5) напряжение
источника питания Е
пит
.
Примечание. Считать, что каскад работает в стационарных условиях(
Т
min
= +15˚C ; Т
max
=25˚C). при расчете влиянием температуры на режим
транзистора пренебрегаем.
Определить: 1) тип транзистора; 2) режим работы транзистора; 3)
сопротивление коллекторной нагрузки R
k
; 4) сопротивление в цепи
эмиттера R
Э
; 5) сопротивления делителя напряжения R
1
и R
2
,
стабилизирующие режим работы транзистора; 6) емкость резделительного
конденсатора С
р
; 7) емкость конденсатора в цепи эмиттера С
Э
; 8)
коэффициент усиления каскада по напряжению.
Порядок расчета: 1. Выбираем тип транзистора, руководствуясь
следующими соображениями: а) U
кэ доп
≥(1,1÷1,3) Е
пит
, U
кэ доп
- наибольшее
допустимое напряжение между коллектором и эмиттером, приводится в
справочниках; б) I
к доп
>2I
нm
=
Н
выхm
R
U2
, I
нm
– наибольшая возможная
амплитуда тока нагрузки; I
к доп
– наибольший допустимый ток коллектора,
приводится в справочниках.
Примечание. а.) Заданному диапазону температур удовлетворяет любой
транзистор. б) Для выбранного типа транзистора выписать из справочника
значения коэффициентов усиления по току для ОЭ β
min
и β
max
( h
21min
и h
21
max
). В некоторых справочниках дается коэффициент усиления α потоку
для схемы ОБ и начальный ток коллектора I
кн
. Тогда β = α /(1-α) ( при
выборе режима работы транзистора необходимо выполнить условие I
к min
≥
I
кн
). в) Для каскадов усилителей напряжения обычно применяют
маломощные транзисторы типа ГТ-108, ГТ-109, МП20, МП21, МП25,
МП40, МП41, МП42, МП111, МП113 и др. Выбор конкретного типа
транзистора производится по справочной литературе.
2. Режим работы транзистора определяем по нагрузочной прямой,
построенной на семействе выходных статических (коллекторных)
характеристик для ОЭ. Построение нагрузочной прямой показано
на
рис.16. Нагрузочная прямая строится по двум точкам: 0 – точка покоя
(рабочая) и I, определяемая значением напряжения источника питания
Е
пит
. Координатами 0 являются ток покоя I
к0
и напряжение покоя U
кЭ0
(т.е.
ток и напряжение, соответствующие U
вх
= 0). Можно принять I
к0
= (1,05 ÷
1,2)I
вых
≈ (1,05 ÷ 1,2)I
нm
. Напряжение покоя: U
кЭ0
= U
выхm
+ ΔU
кЭ
= U
кm
+
ΔU
кЭ
, где ΔU
кЭ
– напряжение на коллекторе, соответствующее области
нелинейных начальных участков выходных характеристик
транзистора. Для маломощных транзисторов можно принять ΔU
кЭ
=
0,5 ÷ 1,0 В.
3. Определяем значения сопротивлений R
к
и R
Э
. По выходным
характеристикам (рис. 16) определяем R
об
= R
к
+R
Э
. Общее
сопротивление в цепи эмиттер – коллектор R
об
= Е
пит
/I где I – ток,
определяемый точкой 4, т.е. точкой пересечения нагрузочной прямой с
осью токов.
Рис.16
Принимая R
Э
= (0,15 ÷ 0,25)R
к
, получаем: R
к
= R
об
/(1,15 ÷ 1,25); R
Э
=
R
об
- R
к
.
4. Определяем наибольшие амплитудные значения входного сигнала
тока I
вxm
и напряжения U
вхm
, необходимые для обеспечения заданного
значения U
выхm
. Задавшись наименьшим значением коэффициента
усиления транзистора по току β
min
, получаем
I
вхm
= I
бm
= I
кm
/β
min
,
причем ток I
вхm
не должен превыщать значение (I
бmax
- I
бmin
)/2, где для
маломощных транзисторов I
бmax
≈ 1÷2 мА, I
бmin
≈0,05мА.
По входной статической характеристике для схем ОЭ (рис.17) и
найденным значениям I
бmin
и I
бmax
находят значение 2U
вхm
.
4. Определяем входное сопротивление R
вх
каскада переменному току
(без учета напряжения R
1
и R
2
): 
искажений каскада в области нижних частот Мн; 5) напряжение                 ΔUкЭ, где ΔUкЭ – напряжение на коллекторе, соответствующее области
источника питания Епит.                                                     нелинейных начальных участков выходных характеристик
Примечание. Считать, что каскад работает в стационарных условиях(           транзистора. Для маломощных транзисторов можно принять ΔUкЭ =
Тmin= +15˚C ; Тmax=25˚C). при расчете влиянием температуры на режим         0,5 ÷ 1,0 В.
транзистора пренебрегаем.                                                   3. Определяем значения сопротивлений Rк и RЭ. По выходным
  Определить: 1) тип транзистора; 2) режим работы транзистора; 3)           характеристикам (рис. 16) определяем Rоб= Rк+RЭ. Общее
сопротивление коллекторной нагрузки Rk; 4) сопротивление в цепи             сопротивление в цепи эмиттер – коллектор Rоб = Епит/I где I – ток,
эмиттера RЭ; 5) сопротивления делителя напряжения R1 и R2,                  определяемый точкой 4, т.е. точкой пересечения нагрузочной прямой с
стабилизирующие режим работы транзистора; 6) емкость резделительного        осью токов.
конденсатора Ср; 7) емкость конденсатора в цепи эмиттера СЭ; 8)
коэффициент усиления каскада по напряжению.
   Порядок расчета: 1. Выбираем тип транзистора, руководствуясь
следующими соображениями: а) Uкэ доп≥(1,1÷1,3) Епит, Uкэ доп- наибольшее
допустимое напряжение между коллектором и эмиттером, приводится в
                                   2U выхm
справочниках; б) Iк доп>2Iнm=              , Iнm – наибольшая возможная
                                    RН
амплитуда тока нагрузки; Iк доп – наибольший допустимый ток коллектора,
приводится в справочниках.
Примечание. а.) Заданному диапазону температур удовлетворяет любой
транзистор. б) Для выбранного типа транзистора выписать из справочника
значения коэффициентов усиления по току для ОЭ βmin и βmax ( h21min и h21
max ). В некоторых справочниках дается коэффициент усиления α потоку
для схемы ОБ и начальный ток коллектора Iкн. Тогда β = α /(1-α) ( при                                       Рис.16
выборе режима работы транзистора необходимо выполнить условие Iк min ≥      Принимая RЭ = (0,15 ÷ 0,25)Rк, получаем: Rк = Rоб/(1,15 ÷ 1,25); RЭ =
Iкн). в) Для каскадов усилителей напряжения обычно применяют                Rоб - Rк.
маломощные транзисторы типа ГТ-108, ГТ-109, МП20, МП21, МП25,               4. Определяем наибольшие амплитудные значения входного сигнала
МП40, МП41, МП42, МП111, МП113 и др. Выбор конкретного типа                 тока Iвxm и напряжения Uвхm, необходимые для обеспечения заданного
транзистора производится по справочной литературе.                          значения Uвыхm. Задавшись наименьшим значением коэффициента
 2. Режим работы транзистора определяем по нагрузочной прямой,              усиления транзистора по току βmin, получаем
построенной на семействе выходных статических (коллекторных)                   Iвхm= Iбm= Iкm/βmin,
характеристик для ОЭ. Построение нагрузочной прямой показано на             причем ток Iвхm не должен превыщать значение (Iбmax- Iбmin)/2, где для
рис.16. Нагрузочная прямая строится по двум точкам: 0 – точка покоя         маломощных транзисторов Iбmax≈ 1÷2 мА, Iбmin≈0,05мА.
(рабочая) и I, определяемая значением напряжения источника питания             По входной статической характеристике для схем ОЭ (рис.17) и
Епит. Координатами 0 являются ток покоя Iк0 и напряжение покоя UкЭ0 (т.е.   найденным значениям Iбmin и Iбmax находят значение 2Uвхm.
ток и напряжение, соответствующие Uвх = 0). Можно принять Iк0 = (1,05 ÷     4. Определяем входное сопротивление Rвх каскада переменному току
1,2)Iвых ≈ (1,05 ÷ 1,2)Iнm. Напряжение покоя: UкЭ0 = Uвыхm+ ΔUкЭ = Uкm +    (без учета напряжения R1 и R2):

Страницы