Расчет по переменному току транзистора ОЭ (область средних частот)

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет Энергетический

Кафедра Автоматики и электротехники

Специальность 311400 Электрификация и автоматизация с.х.

Специализация 311400 Электрификация и автоматизация с.х.

Форма обучения заочная

Курс, группа ­­­__________

 

______________________________________

РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА

Расчетно-графическая работа

 

«К защите допускаю»

Руководитель

Рюкова Л.Д.

____________________

(подпись)

“___”_____________20___г.

 

Оценка при защите

 

_________________

 

_________________

(подпись)

“___”________20___г.

 

 

Уфа 2008

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ……………………………………………….3

 

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………….4

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……...………………………………………………………. 9

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………..10


1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1) Задать координаты рабочей точки каскада, обеспечивающий его работу в классе (режиме) усиления – А. Для чего на выходной ВАХ транзистора (Ik=f(Uкэ)) построить нагрузочные линии по переменному и постоянному току и указать (выбрать) положение рабочей точки (Uкэ; Ik) .

2) Рассчитать сопротивления резисторов, Rб1(Rб2), обеспечивающих задание выбранной рабочей точки.

3) Рассчитать параметры режима транзистора по постоянному току: Uб, Iб, Uк, Iк, Uэ, Iэ.

4) Рассчитать малосигнальные параметры каскада в области средних частот: Rвых, Ku, KР, Ki.

5) Определить требования к предельно-допустимым параметрам элементов схемы:

-для транзистора – Ik max, Uкэ max, Pk max.

-для резистора – Pk max.

-для источника сигнала – Егмах.

6) Выбрать стандартные номиналы резисторов (из рядов Е12, Е24) и стандартные значения из габаритных мощностей.

7) Обобщить результаты расчетов и сформулировать выводы о основных технических параметрах каскада и условия его номинального функционирования.

 

Таблица 1. Исходные данные для расчета каскада

Вариант Тип каскада Номиналы резисторов, кОм Параметры транзистора En(B)
Rr Rн Rк Rэ h11=rб+( +1)rэ, кОм h21= h22=1/rk, мкСм
ОЭ 0,3 1,5 1,1 0,24 0,6

 


РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 
 


Рисунок 1 Расчетная схема

 

Расчет по постоянному току транзистора ОЭ

Ikmax=En/(Rk+Rэ)=10/(1,1+0,24)=7,46мА

Рисунок 2. Выходная характеристика транзистора ОЭ.

 

Выберем рабочую точку.

Ikp=4 мА

Iэ=Ik·( +1)/ Ik=4·(70+1)/70=4,1 мА

Uэ=Iэ·Rэ=4,1·0,24=0,98 В

Uk=Eп-Ik·Rk=10-4·1,1=5,6В

Iб=Ik/ =4/70=0,06 мА

Uб=Uэ+(0,6..0,8)=0,98+0,7=1,7 В

Iд=10·Iб=10·0,06=0,6 мА

Rб2=Uб/Iд=1,7 /0,6=2,8 кОм

Rб1=(Eп-Uб)/(Iд+Iб)=(10-1,7)/(0,6+0,06)=12,6 кОм

 

Из рисунка 2 видно, что:

Uвых.мах=8,8 В

Iвых.мах=6,8 мА

Pвых.мах= Uвых.мах· Iвых.мах=8,8·6,8=59,8мВт

 
 


Расчет по переменному току транзистора ОЭ (область средних частот)

 

Вычислим крутизну нагрузочной линии:

S=(Rk+Rн)/(Rk·Rн)=(1,1+1,5)/(1,1·1,5)=1,6 мА/В

Ukэ=[(Rk·Rн)/(Rk+Rн)]·Ikp+Ukp=[(1,1·1,5)/(1,1+1,5)]·4+4,8=7,3В

Рисунок 3. Выходная характеристика транзистора ОЭ

 

Rвых=Rк=1,1 кОм

Rвхvt=rб+( +1)rэ=h11= 0,6 кОм

Rвх=(Rб1·Rб2· Rвхvt )/ [Rб1·Rб2+ (Rб1+Rб2)· Rвхvt ]

Rвх =(12,8·2,5·0,8)/ [12,8·2,5+(12,8+2,5)·0,8]=0,47 кОм

Рисунок 4. Эквивалентная схема замещения

 

Определим коэффициент усиления по напряжению:

Ku=Ke=Uвыхг

Ке=·(Rк/Rвхвхu·выхu

=h21=70

вхu=Rвх/(Rвх+Rг)=0,47/(0,47+0,3)=0,61

выхu=Rн/(Rн+Rк)=1,5/(1,5+1,1)=0,57

Ke=70·1,1/0,47·0,61·0,5757

 

Определим коэффициент усиления по току:

Кiвхi·выхi

вхi=[Rб1·Rб2-Rвх(Rб1+Rб2)]/Rб1·Rб2=[12,6·2,8-0,47·(12,6+2,8)]/12,6·2,8=0,79

выхi=Rk/(Rн+Rк)=1,1/(1,5+1,1)=0,42

Кi=70·0,79·0,42=23

 

Определим коэффициент усиления по мощности:

КР=Ku·Кi=57·23=1311

Возьмем Еrmax=0,1 В, тогда

Uвых.max=Ke·Er max=57·0,1=5,7 В

Но по рисунку видно ,что Uвых.max< 2 В

Поэтому придется уменьшить Er max примерно в 2,85 раз.