Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе. Прохоров С.Г - 29 стр.

UptoLike

29
Нагрузкой второго каскада является параллельное соединение резисто-
ров R
к2
и R
н
:
кОм 1,89
31,5
31,5
н2к
н2к
2н
=
+
=
+
=
RR
RR
R .
Выходные сопротивления первого и второго каскадов равны парал-
лельному соединению выходных сопротивлений транзисторов 1/h
22
и соот-
ветствующих резисторов в цепи коллектора. В данном случае выходное со-
противление транзисторов более чем на порядок превышает сопротивления в
цепях коллекторов, поэтому для инженерных расчетов можно считать вы-
ходные сопротивления каскадов усилителя приблизительно равными номи-
налам соответствующих коллекторных резисторов, т.е.
кОм 5,1 кОм, 3
к22вых1к1вых
=
=
== RRRR .
При этом следует иметь в виду, что выходное сопротивление первого
каскада является сопротивлением генератора R
г2
для второго каскада, а вы-
ходное сопротивление второго каскада одновременно является выходным
сопротивлением всего усилителя, т.е.
кОм. ,15
кОм, 3
2выхвых
1вых2г
==
==
RR
RR
Теперь можно рассчитать коэффициент усиления каждого каскада и
всего усилителя:
.20264,201)2,14()2,14(
;2,14
13
89,130
;2,14
100060
75020
21
э2112г
2н2э21
2
э1111г
1н1э21
1
===
=
+
=
+
=
=
+
=
+
=
UUU
U
U
KKK
hR
Rh
K
hR
Rh
K
Здесь следует иметь в виду, что поскольку сопротивление генератора
для данной схемы не дано, то, как и в предыдущих примерах, мы считаем его
равным 60 Ом. В формулах для расчета коэффициента усиления по напряже-
нию для первого каскада все сопротивления подставлены в омах, а для вто-
рого каскадав килоомах.
Определим
коэффициенты усиления по току каждого каскада и усили-
теля в целом:
.58506,5854,299,19
;4,29
0189,1
30
1890101
30
1
;9,19
0075,1
20
750101
20
1
21
5
2н2э22
2э21
2
5
11э22
1э21
1
===
==
+
=
+
=
==
+
=
+
=
III
I
н
I
KKK
Rh
h
K
Rh
h
K
Здесь мы рассчитали общие коэффициенты усиления транзисторов и
усилителя в целом без учета того, что во втором каскаде усиливается только
      Нагрузкой второго каскада является параллельное соединение резисто-
ров Rк2 и Rн:
              R ⋅R     5,1 ⋅ 3
      Rн 2 = к 2 н =           = 1,89 кОм .
             Rк 2 + Rн 5,1 + 3
      Выходные сопротивления первого и второго каскадов равны парал-
лельному соединению выходных сопротивлений транзисторов 1/h22 и соот-
ветствующих резисторов в цепи коллектора. В данном случае выходное со-
противление транзисторов более чем на порядок превышает сопротивления в
цепях коллекторов, поэтому для инженерных расчетов можно считать вы-
ходные сопротивления каскадов усилителя приблизительно равными номи-
налам соответствующих коллекторных резисторов, т.е.
      Rвых1 = Rк1 = 3 кОм,    Rвых 2 = Rк2 = 5,1 кОм .
      При этом следует иметь в виду, что выходное сопротивление первого
каскада является сопротивлением генератора Rг2 для второго каскада, а вы-
ходное сопротивление второго каскада одновременно является выходным
сопротивлением всего усилителя, т.е.
      Rг 2 = Rвых1 = 3 кОм,
      Rвых = Rвых 2 = 5,1 кОм.
      Теперь можно рассчитать коэффициент усиления каждого каскада и
всего усилителя:
                 h21э1 ⋅ Rн1     20 ⋅ 750
      KU 1 = −               =−           = −14,2;
                 Rг1 + h11э1    60 + 1000
                 h21э 2 ⋅ Rн 2    30 ⋅ 1,89
      KU 2 = −                 =−           = −14,2;
                 Rг 2 + h11э2      3 +1
      KU = KU 1 ⋅ KU 2 = (−14,2) ⋅ (−14,2) = 201,64 ≈ 202.
      Здесь следует иметь в виду, что поскольку сопротивление генератора
для данной схемы не дано, то, как и в предыдущих примерах, мы считаем его
равным 60 Ом. В формулах для расчета коэффициента усиления по напряже-
нию для первого каскада все сопротивления подставлены в омах, а для вто-
рого каскада – в килоомах.
      Определим коэффициенты усиления по току каждого каскада и усили-
теля в целом:
                   h21э1               20           20
      K I1 =                   =               =         = 19,9;
            1 + h22 э1 ⋅ Rн1 1 + 10 −5 ⋅ 750 1,0075
                    h21э 2               30           30
      KI2 =                     =        −5
                                                 =         = 29,4;
            1 + h22 э 2 ⋅ Rн 2 1 + 10 ⋅ 1890 1,0189
      K I = K I 1 ⋅ K I 2 = 19,9 ⋅ 29,4 = 585,06 ≈ 585.
     Здесь мы рассчитали общие коэффициенты усиления транзисторов и
усилителя в целом без учета того, что во втором каскаде усиливается только
                                             29