Расчет усилительного резистивного каскада на биполярных транзисторах

Наибольшее распространение получила схема термостабилизации режима, приведенная на рис. 5. В этой схеме навстречу фиксированному прямому напряжению смещения, снимаемому с резистора R"Б, включено напряжение, возникающее на резисторе RЭ при прохождении через него тока эмиттера. Пусть по какой-либо причине, например при увеличении температуры, постоянная составляющая коллекторного тока возрас

тает. Так как IЭ =IК+IБ, то увеличение тока IК приведет к увеличению тока эмиттера IЭ и падению напряжения на резисторе RЭ. В результате напряжение между эмиттером и базой UБЭ уменьшится, что приведет к уменьшению тока базы IБ, а следовательно, и тока IК.

Наоборот, если по какой либо причине коллекторный ток уменьшится, то уменьшится и напряжение на резисторе RЭ, а прямое напряжение UБЭ возрастет. При этом увеличится ток базы и ток коллектора.

Рис. 5. Схема резистивного каскада с фиксированным напряжением смещения

В большинстве случаев резистор RЭ шунтируется конденсатором CЭ достаточно большой емкости (порядка десятков микрофарад). Это делается для отвода переменной составляющей тока эмиттера от резистора RЭ.

Исходные данные для проектирования усилителя

1. Полоса рабочих частот

f = f В – f Н ,

где f В – верхняя частота (кГц)

fН – нижняя частота (Гц).

2. Коэффициент частотных искажений на нижней и верхней частотах полосы пропускания, МН и МВ , соответственно (дБ).

3. Максимальное действующее значение напряжения выходного сигнала на нагрузке, UВЫХ (В).

4. Сопротивление нагрузки RН (Ом).

5. Выходное (внутренние) сопротивление генератора (источника eГ) усиливаемых сигналов, RГ (ОМ).

6. Рабочий температурный диапазон, t 0 C.

7. Коэффициент сглаживания фильтра, q.

8. Тип проводимости биполярного транзистора (p-n-p или n-p-n).

Требования

1. Выбрать транзистор и обосновать выбор.

2. Определить значение напряжения и полярность источника питания EК.

3. Рассчитать:

- сопротивления и мощности резисторов RК , RЭ , R1 , R2 , RФ;

- емкости конденсаторов C1 , C2 , CЭ , CФ.

4. Определить параметры усилителя:

- коэффициент усиления по току КI ;

- коэффициент усиления по напряжению КU ;

- коэффициент усиления по мощности КP ;

- входное сопротивление каскада RВХ ;

- выходное сопротивление каскада RВЫХ .

5. Определить коэффициент нелинейных искажений усилителя (рассчитать КГ ).

6. Оформить принципиальную электрическую схему усилителя (ЭЗ) и перечень элементов к ней (ПЭЗ) в соответствие с ЕСКД.

Порядок расчета

Рис. 6. Схема резистивного каскада усилителя

Для выданного варианта задания рассчитать резистивный каскад усилителя (рис. 6) на биполярном транзисторе с заданным типом проводимости (p-n-p или n-p-n), включенным по схеме с общим эмиттером, имеющим эмиттерную стабилизацию точки покоя, работающем в режиме усиления класса А и имеющем сглаживающий фильтр по цепи питания элементов смещения (задания) рабочей точки.

Исходные данные приведены в таблице 1.

1.Расчет усилительного каскада

1. Амплитудное значение UВЫХ m переменной составляющей напряжения выходного сигнала на нагрузке:

UВЫХ m = * UВЫХ =;

2. Сопротивление резистора RК выбирается предварительно из соотношения:

R К = (3 5)*R Н == 1100 (Ом);

Принимаем стандартное значение R К =1100 (Ом).

3. Определяется сопротивление нагрузки RН по переменной составляющей усиливаемого сигнала:

RН* = R К || RН = =

4. Амплитудное значение переменной составляющей тока IКm через транзистор:

IК m = = ;

5. Для обеспечения выполнения требований I.1 и I.4 при работе усилителя в классе А, необходимо выполнение следующих условий:

UК max Э 2,5 * UВЫХ m = 2,5*11,314=28.284 (В) ;

 Скачать реферат