Главная | Обратная связь

Расчёты для первого каскада с общим эмиттером

Определим максимальный ток на нагрузке, который определяется отношением максимального напряжения в нагрузке к величине сопротивления нагрузки:

Пусть напряжение питания - В

Напряжение на коллекторе равно половине питания:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ. КР. 03. 000. ПЗ

Так как требуется обеспечить коэффициент усиления по напряжению, равный 100, то для второго каскада коэффициент усиления по напряжению с припуском равен:

Ток коллектора для каскада будет равен отношению напряжения коллектора к величине резистора - . Найдём :

В соответствии с рядом номиналов резисторов Е24,

Сопротивление резистора высчитываем о формуле:

В соответствии с рядом номиналов резисторов Е24,

На основании полученных данных выбираем транзистор MPS6714 (NPN)

Выходные хар-ки транзистора изображены на рисунке 1.2.

По выходным хар-ам найдём :

Входные хар-ки изображены на рисунке 1.3.

По входным хар-ам находим :

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ. КР. 03. 000. ПЗ

Рис.1.2. Выходные хар-ки транзистора.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ. КР. 03. 000. ПЗ

 

Рис. 1.3. Входные хар-ки транзистора.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ. КР. 03. 000. ПЗ

Определим ток через резисторы делителя и . Этот ток будет больше тока базы в 5раз, ток через делитель равен:

Рассчитаем смещение на базе. Для этого примем ток эмиттера приблизительно равным току коллектора транзистора:

Теперь можем определить сопротивление :

В соответствии с рядом номиналов резисторов Е24, =3.3 кОм

Величину сопротивления определим из отношения напряжения база-питание к току делителя, где напряжение база-питание найдем из формулы:

В соответствии с рядом номиналов резисторов Е24, =36 кОм

Найдем входное сопротивление второго каскада:

 

= 3.023 кОм

= кОм

Найдем емкости и :

В соответствии с рядом номиналов конденсаторов Е24,

В соответствии с рядом номиналов конденсаторов Е24,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ. КР. 03. 000. ПЗ

Модель каскада в OrСAD:

Рис. 1.4. Модель первого каскада с общим эмиттером и анализом по постоянному току

 

Рис. 1.5. Входной и выходной сигналы, при частоте 3 кГц.

 

 

Следовательно, коэффициент усиления второго каскада равен 93.3% от необходимого. Перерасчетаем каскад заново(поправив Ku)

Ток коллектора для каскада будет равен отношению напряжения коллектора к величине резистора - . Найдём :

В соответствии с рядом номиналов резисторов Е24,

Сопротивление резистора высчитываем о формуле:

В соответствии с рядом номиналов резисторов Е24,

Изменения незначительны. Отклонением параметров рабочей точки можно пренебречь. R1 и R2 не изменятся.

= кОм

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

БГТУ. КР. 03. 000. ПЗ

Следовательно, коэффициент усиления второго каскада равен 101.6% от необходимого.

Совместим 2 каскада и посмотрим,что у нас получилось на выходе.

Реальный Ku=100.535

По условию источник имеет сопротивление 1000 Ом, а входное сопротивление цепи из 2-хэмиттерных каскадов составляет 2194 Ом. Соответственно на сопротивлении источника будет отсекаться примерно 30% напряжения при допустимых 17-и. Необходимо вставить в схему каскад с общим коллектором. Его Ku чуть меньше 1, но он обладает очень высоким входным сопротивлением и низким выходным.

Усилительный каскад с общим коллектором.

Определим Rэ.

Rэ=0.4*Rн=880 Ом.

Из ряда Е24 возьмем 910

h_21Э*R_Э>> R₁ || R₂ .

= , следовательно R₁= R₂*0,12

Для выполнения условия h_21Э* R_Э>> R₁ || R₂ при h_21Э * R_Э = 237*910=208560 Ом принимаем значение 34760 Ом.

Таким образом, имеем два уравнения:

R₁=0.12* R₂ и R₁* R₂/ R₁+ R₂=34760

Решая которые методом подстановки получим искомые значения сопротивлений резисторов:

R₂= 330 кОм, R₁=39 кОм из ряда Е24

Входной конденсатор рассчитывается точно таким же образом как и в схеме с общим эмиттером. Получим 17.5 нФ.

Из Е24 принимаем 22нФ.

Соберем схему каскада с общим коллектором в OrCADе и построим выходной график.

Каскад с общим коллектором

Umax=96.026 mV

Umin=-95.925 mV

Ku=0.959755

Соберем полную схему и проверим что у нас получилось.

Схема усилителя

Напряжение на нагрузке.

Umax=9.676

Umin=-10.1

Ku=98.88

Дальнейшее изменение наминалов нецелесообразно.

Построим ЛАЧХ для проверки правильности выбора конденсаторов.

ЛАЧХ каскада.

Подъем 80дБ на декаду. Выбор верен.

Проверим входные сопротивления каскадов.