Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току
1.2.1 Строим нагрузочную прямую для переменного тока. Для этого запишем 2й закон Кирхгофа для переменного тока:
(6),
где 
Выражение (6) является уравнение нагрузочной прямой для переменного тока. Эта прямая строится на выходных статических характеристиках
транзистора по двум точкам: 
и 
.
Так как 
, то нагрузочная прямая для переменного тока пойдет под бо́льшим углом к оси напряжений, чем нагрузочная прямая для постоянного тока.
Поскольку выходной ток состоит из постоянной и переменной составляющих ( 
), то необходимо совместить эти две нагрузочные прямые. Совмещение производится через рабочую точку А методом переноса нагрузочной прямой для переменного тока параллельно самой себе. Получим совмещенную нагрузочную прямую.
Iк
Еп`/Rн~
Iб3
Еп`/R3 Iб2
В
IбА
А
Iб1
СIб=0
Uкэ
Еп`
1.2.2 На входных характеристиках изображаем входное напряжение с амплитудой 
. Проецируем максимальное и минимальное значения входного напряжения до пересечения с входной характеристикой – получаем значения 
и 
.
Изображаем зависимость 
.
IбUкэ=5В
 |
Imб Iбmax
| 0 |
 π
|
| 2π |
| IбА |
 А`
|
| Iбmin |
| Uбэ |
| 0 |
 |
| Umб |
   π
|
| 2π |
| ωt |
1.2.3 На выходных характеристиках отмечаем справа точки и и изображаем статические характеристики, соответствующие этим точкам. Спроецировав точки пересечения изображенных характеристик с совмещенной нагрузочной прямой на ось токов и ось напряжений, получим максимальные и минимальные значения коллекторного тока и коллекторного напряжения.
Изображаем зависимости: 
и 
.
Iк
Еп`/Rн~
Еп`/R3
| Iбmax |
Imк
| IбА |
0 π 2π A
Iбmin
Iб=0
| 0 |
| Uкэ |
| Еп` |
| Umк |
| π |
| 2π |
| ωt |
1.2.4 Определив амплитуды Imб, Imк, Umк, находим коэффициенты усиления:
; 
; 
2 Пример графо-аналитического расчета ШПУ
(эмиттерная стабилизация)
Дано: Еп=15В
R3=600 Ом
R5=400 Ом
Umб =50mВ
f =50Гц
Построение нагрузочной прямой для постоянного тока и выбор рабочей точки
2Й закон Кирхгофа для постоянного тока для выходной цепи:
,
где 
- напряжение питания, не участвующее в процессе усиления.
Обозначим напряжение питания, участвующее в усилении, как .
Подставив значения, получим: 
.
Строим нагрузочную прямую для постоянного тока по двум точкам с координатами: 
Исключив нерабочие области, получим рабочий участок нагрузочной прямой- отрезок BC. Разделив этот отрезок пополам, определим положение рабочей точки А. Этой точке соответствует ток базы IбА=0,1mA, ток коллектора IкА=0,01А, выходное напряжение UкэА=6В.
Переносим рабочую точку на входную характеристику, получим точку А` и соответствующее ей напряжение смещения UбэА=0,8В.
Ток эмиттера определяем из основного уравнения транзистора:
; 
Iб, mA Iк, A
Uкэ=5В
|
00,6
|
|
|
|
0,
|
|
0,2
|
|
|
|
|
|
А` А
Uбэ,В Iб=0 Uкэ,В
0,4 0,8 1,2 0 4 8 12
UбэА=0,8ВUкэА=6В
Расчет элементов схемы
2.2.1 Определим сопротивление резистора 
, где 
; 
; 
Выбираю из ряда Е24 Приложения А (Резисторы постоянные. Ряды номинальных сопротивлений, ГОСТ 2825-67) 
.
2.2.2 Определим сопротивление резистора 
; 
Выбираю 
2.2.3 Определим сопротивление резистора 
; 
Выбираю 
2.2.4 Определим емкость разделительного конденсатора 
, где 
.
определяем по входным характеристикам транзистора:
Iб, mA
Uкэ=5В
0,2
|
|
|
А`
Uбэ,В
0,4 0,8 1,2
0,73 0,87
; 
; 
Выбираю из ряда Е-12 Приложения А 
2.2.5 Определим емкость разделительного конденсатора 
; 
; 
Выбираю 
2.2.6 Определим емкость блокировочного конденсатора 
; 
; 
Выбираю 