Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе. Прохоров С.Г - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КНИТУ-КАИ им. Туполева | Казань

Составители: 

Рубрика: 

6
Однако входное сопротивление транзистора известно не всегда и чтобы
не определять его графическим методом по входной ВАХ, обычно поступают
следующим образом. Выбирают ток делителя
I
1
для маломощных транзисто-
ров в 5
÷10 раз больше тока базы I
бА
: I
1
=(5÷10)I
бА
.
1
бэАк
1
2
бэА
2бА12
I
UE
R
I
U
RIII
−
=→=→−= .
Преимущество схемы: в случае замены транзистора не требуется ме-
нять сопротивления в схеме, т.к. напряжение на базе не изменится, поскольку
оно фиксировано делителем
R
1
, R
2
.
Недостаток: как и в предыдущей схеме отсутствует резистор в цепи
эмиттера (
R
э
=0), поэтому коэффициент температурной нестабильности S по-
прежнему очень велик
1β
α1
1
+=
−
=S .
Задание рабочей точки с помощью отрицательной
обратной связи по току
Задача расчета транзистора по постоянному току состоит в определе-
нии номинальных значений резисторов в схеме, которые задают рабочую
точку транзистора. Рассмотрим схему на рис. 4. В данном случае мы должны
найти величины сопротивлений
R
к
, R
1
, R
2
,
R
э
, а также коэффициент температурной
нестабильности
S и приращение коллек-
торного тока
ΔI
к
при заданном диапазоне
изменения температуры
ΔТ.
Решим эту задачу для конкретного
случая. Выберем стандартный источник
питания
Е
к
=12 В, транзистор КТ-312Б.
Для данного транзистора в справочнике
приведены все необходимые характери-
стики (рис. 5
÷ 8).
Выбираем режим работы транзи-
стора. Пусть это будет режим работы
класса А. Выберем рабочую точку "А"
транзистора с параметрами
U
кэА
=5 В, I
кэА
=18 мА. Проводим нагрузочную
прямую через точку "А" и через точку с координатами
U
кэ
=Е
к
=12 В, I
кэ
=0 до
пересечения с осью тока. По нагрузочной характеристике находим макси-
мальное значение тока насыщения транзистора. Для рассматриваемого слу-
чая оно равно
I
кн
=30 мА. Зная ток насыщения транзистора, можем теперь
найти величину резистора в цепи коллектора
R
к
Ом 400
А1030
В 12
3
кн
к
к
к
к
кн
=
⋅
==→=
−
I
E
R
R
E
I .
Е
к
R
1
I
1
I
к
R
к
U
бэ
U
кэ
U
вых
U
вх
R
2
I
2
I
б
R
э
Рис. 4. Схема с ООС по току 
      Однако входное сопротивление транзистора известно не всегда и чтобы
не определять его графическим методом по входной ВАХ, обычно поступают
следующим образом. Выбирают ток делителя I1 для маломощных транзисто-
ров в 5÷10 раз больше тока базы IбА: I1=(5÷10)IбА.
                             U               E − U бэА
       I 2 = I1 − I бА → R2 = бэА → R1 = к             .
                              I2                 I1
      Преимущество схемы: в случае замены транзистора не требуется ме-
нять сопротивления в схеме, т.к. напряжение на базе не изменится, поскольку
оно фиксировано делителем R1, R2.
      Недостаток: как и в предыдущей схеме отсутствует резистор в цепи
эмиттера (Rэ=0), поэтому коэффициент температурной нестабильности S по-
                            1
прежнему очень велик S =        = β + 1.
                          1− α


              Задание рабочей точки с помощью отрицательной
                            обратной связи по току

       Задача расчета транзистора по постоянному току состоит в определе-
нии номинальных значений резисторов в схеме, которые задают рабочую
точку транзистора. Рассмотрим схему на рис. 4. В данном случае мы должны
                                        найти величины сопротивлений Rк, R1, R2,
                              Ек
                                        Rэ, а также коэффициент температурной
                                        нестабильности S и приращение коллек-
          R1   I1 Rк     Iк
                                        торного тока ΔIк при заданном диапазоне
               Iб                       изменения температуры ΔТ.
                                               Решим эту задачу для конкретного
                Uбэ
                          Uкэ           случая. Выберем стандартный источник
          R2                            питания Ек=12 В, транзистор КТ-312Б.
               I2                Uвых
   Uвх                                  Для данного транзистора в справочнике
                       Rэ
                                        приведены все необходимые характери-
                                        стики (рис. 5 ÷ 8).
                                               Выбираем режим работы транзи-
     Рис. 4. Схема с ООС по току
                                        стора. Пусть это будет режим работы
                                        класса А. Выберем рабочую точку "А"
транзистора с параметрами UкэА=5 В, IкэА=18 мА. Проводим нагрузочную
прямую через точку "А" и через точку с координатами Uкэ=Ек=12 В, Iкэ=0 до
пересечения с осью тока. По нагрузочной характеристике находим макси-
мальное значение тока насыщения транзистора. Для рассматриваемого слу-
чая оно равно Iкн=30 мА. Зная ток насыщения транзистора, можем теперь
найти величину резистора в цепи коллектора Rк
             E                E       12 В
       I кн = к → Rк = к =                      = 400 Ом .
             Rк               I кн 30 ⋅ 10 −3 А
                                       6

Страницы