Расчет параметров и режимов работы транзисторных каскадов усилителя низкой частоты

1.4 Расчет параметров элементов схемы

1. Определяем значения сопротивлений Rк и Rэ.

кОм,

где IКЗ - ток, определяемый по точке пересечения прямой АР с осью токов (точка D на рисунке 3).

Принимая Rэ=(0,l¸0,15)Rк, находим

height=47 src="images/referats/11123/image015.png">Ом,

Rэ=Rобщ-Rк=15,7Ом.

2. Находим сопротивления резисторов Rl, R2. С целью уменьшения влияния делителя напряжения Rl R2 на входной сигнал обычно выбирают

где Rвх- входное сопротивление по переменному току

Ом.

Значения Uвхм и Iвхм определяются по входной характеристике (рисунок 4):

Значение сопротивления резистора R1 можно определить из соотношения

кОм,

полученного из уравнения напряжений для контура цепи: общая точка – Rэ -эмиттерный переход – R2 - общая точка в предположении, что Uэб <<Eп, а . Из последнего соотношения можно находим значение сопротивления резистора R2=127 Ом.

3. Определяем емкость конденсаторов Ср и Сэ:

мкФ,

мкФ,

где: fH - нижняя частота полосы пропускания, Гц;

Мн - коэффициент частотных искажений а области низких частот (принимаем Мн=1,2 для упрощения).

1.5 Расчет параметров усилительного каскада на биполярном транзисторе

Используя графики входной и выходных характеристик, можно найти параметры усилительного каскада:

а) Коэффициент усиления по напряжению

раз; KU,дб=20lgKU=48,7 дБ.

б) Коэффициент усиления по току

раз; Ki,дб=20lgKi=18,41дБ.

в) Коэффициент полезного действия (КПД):

где: Рн - мощность нагрузки максимальная (выходная);

Рр - мощность источника, затраченная на обеспечение режима работы Мощность переменного тока нагрузки

Pн=0,5Uнм×Iнм=0,5∙3∙0,0015=172,5 мВт.

Мощность, затрачиваемая источником питания на обеспечение режима работы определяется по координатам точки Р (см. рисунок 3)

Pр=Uкэр×Iкр=4,2∙0,015=63 мВт.

г) Мощность генератора входного синусоидального сигнала

Pвх=0,5Iбм×Uбэм=0,5∙0,0009∙0,18=81 мкВт.

д) Коэффициент усиления по мощности

Kр,дб=10lgKр=33,282 дБ.

2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Схема усилительного каскада на полевом транзисторе с управляющими p-n-переходом и каналом р-типа показана на рисунке 5. Транзистор включён по схеме с общим истоком.

Рисунок 5 - Схема усилительного каскада на полевом транзисторе.

В расчёте используем упрощённую схему замещения транзистора, показанную на рисунке 5, где обозначены:

g11 - входная проводимость, См;

g12U2 - входной ток, обусловленный влиянием выходной цепи на входную;

g12 - проводимость передачи напряжения;

g21 ×U1 -выходной ток, обусловленный проводимостью передачи тока g21;

g22 - выходная проводимость транзистора, См.

Схема замещения усилительного каскада показана на рисунке 6. В целях упрощения в схеме отсутствует проводимость g11 и источник g12U2 ввиду их незначительной величины. Сопротивления резисторов Rз1 и Rи1 определяется из соотношений:

кОм,

кОм.

где: Rз1 - эквивалентное сопротивление цепи затвора;

Rн1 - эквивалентное сопротивление выходной цепи.

Коэффициент усиления по напряжению определяется по выражению

Коэффициент усиления по току

Коэффициент усиления по мощности

Кр=КU ×Кi=∙=687.791 раз.

Входное сопротивление каскада

Rвх=Rз1=кОм.

Выходное сопротивление каскада

Ом,

где: Uxx - напряжение на выходе при разрыве цепи нагрузки (холостой ход);

Iкз - ток на выходе при коротком замыкании выводов нагрузки.

Рисунок 6 – Упрощённая схема замещения усилительного каскада на полевом транзисторе

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник / Под общей редакцией Горюнова Н.Н. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 904 с.

2. Жеребцов И.П. Основы электроники. - Л.: Энергоатомиздат, 1989.- 352 с.

3. Опадчий Ю.Ф., Грудкин, О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002, - 768 с.

 Скачать реферат