Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе. Прохоров С.Г - 32 стр.

UptoLike

32
кОм 2,86
5,61,5
5,61,5
3вых.трэ
3вых.трэ
3выхвых
=
+
=
+
==
RR
RR
RR
.
Прежде чем рассчитывать коэффициенты усиления по напряжению и
току нужно определить нагрузку каждого каскада. Нагрузку третьего каскада
и всего усилителя мы уже нашли выше. Нагрузкой первого каскада является
параллельное соединение входного сопротивления каскада 2 и резистора R
к
:
Ом 436
5103000
5103000
2вхк
2вхк
1н
=
+
=
+
=
RR
RR
R .
Нагрузкой второго каскада является параллельное соединение входно-
го сопротивления третьего каскада и резистора R
3
:
кО
м
70
108200
108200
3вх3
3вх3
2н
=
+
=
+
=
RR
RR
R
Теперь рассчитаем коэффициенты усиления каждого каскада и усили-
теля в целом, пользуясь формулами табл. 4:
.1004,11038999,0636)5,16
;99,0
1,5201
1,520
;636
13,2
7030
;5,16
100060
43640
4
321
3н3э213э11
3н3э21
3
э2112г
2н2э21
2
э1111г
1н1э21
1
===
=
+
=
+
=
=
+
=
+
=
=
+
=
+
=
(KKKK
Rhh
Rh
K
hR
Rh
K
hR
Rh
K
UUUU
U
U
U
Далее найдем коэффициенты усиления по току каждого каскада и уси-
лителя в целом. Сразу учтем, что транзисторы каждого каскада усиливают
только ту часть тока, которая попадает на входное сопротивление каскада.
.2305,229)2,13(53,08,32
;2,13
101,5101
201
1
1
;53,066,081,0
1010310200
10200
10701030
30
,8;32855,033,38
5103000
3000
436101
40
1
3н2н1н
34
3н3э22
3э21
3
33
3
34
вх33
3
2н2э22э221
2э21
н2
4
2вхк
к
1н1э22
1э21
н1
===
+
+
=
+
+
=
=
+
+
=
=
+
+
=
=
+
+
=
=
+
+
=
IIII
I
I
I
KKKK
Rh
h
K
RR
R
Rhh
h
K
RR
R
Rh
h
K
Если к выходу усилителя подключить сопротивление нагрузки R
н
, то
коэффициент усиления по току будет несколько меньше.
                          Rэ ⋅ Rвых.тр3         5,1 ⋅ 6,5
     Rвых = Rвых 3 =                        =             = 2,86 кОм .
                         Rэ + Rвых.тр3          5,1 + 6,5
      Прежде чем рассчитывать коэффициенты усиления по напряжению и
току нужно определить нагрузку каждого каскада. Нагрузку третьего каскада
и всего усилителя мы уже нашли выше. Нагрузкой первого каскада является
параллельное соединение входного сопротивления каскада 2 и резистора Rк:
            R ⋅R      3000 ⋅ 510
      Rн1 = к вх 2 =             = 436 Ом .
           Rк + Rвх 2 3000 + 510
      Нагрузкой второго каскада является параллельное соединение входно-
го сопротивления третьего каскада и резистора R3:
           R ⋅R      200⋅108
      Rн2 = 3 вх3 =          = 70кОм
           R3 + Rвх3 200+108
      Теперь рассчитаем коэффициенты усиления каждого каскада и усили-
теля в целом, пользуясь формулами табл. 4:
               h21э1 ⋅ Rн1     40⋅ 436
     KU1 = −               =−           = −16,5;
               Rг1 + h11э1    60 + 1000
              h21э2 ⋅ Rн2 30⋅ 70
     KU 2 =               =        = 636;
              Rг 2 + h11э2 2,3 + 1
                  h21э3 ⋅ Rн3       20⋅ 5,1
     KU 3 =                      =            = 0,99;
              h11э3 + h21э3 ⋅ Rн3 1 + 20⋅ 5,1
     KU = KU1 ⋅ KU 2 ⋅ KU 3 = ( −16,5) ⋅ 636⋅ 0,99 = 10389≈ 1,04⋅104.
     Далее найдем коэффициенты усиления по току каждого каскада и уси-
лителя в целом. Сразу учтем, что транзисторы каждого каскада усиливают
только ту часть тока, которая попадает на входное сопротивление каскада.
                   h21э1         Rк
     KI1н =                  ⋅          =
              1 + h22э1 ⋅ Rн1 Rк + Rвх2
             40            3000
     =                ⋅            = 38,33⋅ 0,855≈ 32,8;
      1 +10−4 ⋅ 436 3000+ 510
                    h21э2           R3
     KI 2н =                    ⋅          =
             h21э2 + h22э2 ⋅ Rн2 R3 + Rвх3
                30                  200⋅103
     =                       ⋅                     = 0,81⋅ 0,66 ≈ 0,53;
       30 +10−4 ⋅ 70⋅103 200⋅103 +103⋅103
                 1 + h21э3             1 + 20
     KI 3 = −                  =−                   ≈ −13,2;
              1 + h22э3 ⋅ Rн3     1 +10−4 ⋅ 5,1⋅103
     KIн = KI1н ⋅ KI 2н ⋅ KI 3 = 32,8 ⋅ 0,53⋅ (−13,2) = −229,5 ≈ −230.
     Если к выходу усилителя подключить сопротивление нагрузки Rн, то
коэффициент усиления по току будет несколько меньше.

                                                    32