Обоснование и расчёт элементов усилительного каскада
Принципиальная схема усилительного каскада Рис. 1 Принципиальная схема усилительного каскада
Характеристики транзистора и обоснование выбора рабочей точки Рис. 2 Входная вольтамперная характеристика (ВАХ) транзистора 2N2604 Рис. 3 Выходная вольтамперная характеристика (ВАХ) транзистора 2N2604 Справочные данные на транзистор
- Статический коэффициент передачи тока . - Граничная частота коэффициента передачи тока МГц. - Предельно допустимый ток коллектора мА. - Максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер-база В. - Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-база В. - Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер В. - Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора мВт. - Емкость коллекторного перехода пФ. По входной и выходной ВАХ определяем, что Запас напряжения, связанный с нелинейностью выходных вольт-амперных характеристик . Запас для ухода рабочей точки из-за термонестабильности . Амплитуда неискаженного выходного сигнала В. ; Запас по выходной амплитуде напряжения + Округляем до значения из номинального ряда и получаем, что
Далее, ищем ток коллектора в рабочей точке исходя из следующего неравенства: , Где тепловой ток, а => выберем =8 мА Графическое обоснование выбора рабочей точки и источника питания
Рис. 4 Нагрузочная прямая, построенная на выходной вольтамперной характеристике (ВАХ) транзистора 2N2604 Как видно из рис. 4 нагрузочная прямая находится вдалеке от начала координат, и не выходит за пределы, установленные прямыми мА, и кривой Следовательно, выбор рабочей точки и напряжения источника питания имеет смысл. Расчёт резисторов Найдём сопротивление выходной части каскада по постоянному току: Выберем из номинала Найдём сопротивление выходной части каскада по переменному току: Исходя из рассчитанных данных, построим нагрузочные прямые по постоянному и переменному токам: а также отметим на графике область работы транзистора по допустимой мощности. Рис 5 Нагрузочные прямые по постоянному и переменному току. По графику видно, что нагрузочные прямые лежат ниже линии допустимой мощности: то есть транзистор в данном режиме не выйдет из строя вследствие перегрева. Пределы измерения токов лежат много ниже допустимого значения тока 30 мА. Максимально возможное напряжение ограничено напряжением источника питания и не превышает 20 В.
Расчёт Iк = Iк1 + Iк2, где Iк1 = / – уход р.т. из-за влияния температуры. Считается, что нормальная температура, для которой ведется расчет, равна 200С, разброс температуры задан в ТЗ, а ξ = (1…2) мВ/◦С, Iк2 = – уход р.т. из-за технологического разброса параметра , где ∆ β = βmax – β или ∆ β =β – βmin, = , а IА – значение тока коллектора. Используя эти уравнения, можно найти , а через нее Rб. Далее используем следующие известные соотношения: Rб = R1|| R2, = Uбэ + Iэ Rэ = 0.7 + ( ) IбА Rэ, = Eп – IбА Rб = Eп – IбА Rб и находим величину R1, а через нее R2. Отсюда получаем (выбрав из ряда Е24), Проверим: обеспечивают ли выбранные значения сопротивлений необходимый режим работы транзистора
С учетом падения напряжения на эмиттерном переходе, равном 0.7 В находим ток базы Тогда коллекторный ток равен Полученные параметры совпадают с заданными нами в начале расчета, значит значения сопротивлений выбраны нами верно. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|