Главная | Обратная связь

Построение динамической нагрузочной прямой и

графический расчет амплитуд сигналов.

 

В этом разделе построим кривые входного и выходного сигнала и найдем амплитуды входных и выходных токов и напряжений. Этим значениям тока на динамической нагрузочной прямой соответствуют точки пересечения прямой и выходных характеристик транзистора, соответствующих входным токам.

Нанесем на выходную характеристику (рис. 10) статическую нагрузочную прямую под углом α и динамическую нагрузочную прямую под углом α^’. Она получается из-за влияния сопротивления нагрузки R_Нна работу каскада.

 

Рис.10. Выходные характеристики с нагрузочными прямыми.

 

Определить тангенс угла наклона статической нагрузочной прямой к оси напряжений можно по следующей формуле:

 

 

Рассчитаем тангенс угла наклона нагрузочной прямой к оси напряжений с учетом сопротивления нагрузки R_Н. Сопротивление нагрузки R_Н =1000 (Ом) соединяется по переменному сигналу параллельно с сопротивлением R_К и общее сопротивление R_К^’ вычисляется по следующей формуле:

 

 

Рис. 11. Фрагмент схемы, поясняющий соединение сопротивлений R_К и R_Н.

 

.

Рассчитаем тангенс угла наклона динамической нагрузочной прямой:

 

 

По расчетам можно сделать следующие выводы:

1. _теор = _граф , 2. > , так как > .

На динамической нагрузочной прямой необходимо найти точки, соответствующие максимальному и минимальному токам базы:

 

Iбмакс=Iоб+Iмб=0,9+0,5=1,4(мА), Iбмин=Iоб-Iмб=0,9-0,5=0,4(мА).

 

Искомые точки определяются пересечением динамической нагрузочной прямой и выходных характеристик, соответствующих этим токам (рис.10). По входной характеристике транзистора определяем амплитуду напряжения на базе (рис.11). По найденным точкам определяем координаты максимального и минимального значений тока коллектора и напряжения между коллектором и эмиттером.

Из рис.10 находим: I_КМАКС=18 мА, I_КМИН=4,5 мА, U_КЭМАКС=33 В, U_КЭМИН=7 В, из рис 12 находим: U_БЭМАКС=0,29 В, U_БЭМИН-=0,18 В.

По найденным значениям определяем амплитуды входных и выходных напряжений и выходного тока:

 

 

Рис.12. Входные характеристики с входными сигналами.

 

2.2.Расчёт параметров каскада по переменному сигналу.

Коэффициент усиления по напряжению K_uравен отношению амплитудных или действующих значений выходного и входного напряжений. Входным является переменное напряжение база – эмиттер U_mб, а выходным – переменное напряжение на нагрузке или, что все равно, между коллектором и эмиттером U_mk:

Коэффициент усиления каскада по напряжению имеет значения от десятков до сотен.

Коэффициент усиления по току K_i­ представляет собой отношение амплитуд (или действующих значений) выходного и входного токов, т.е. переменных составляющих токов коллектора и базы. Определим данный коэффициент по формуле:

Коэффициент K_I­ имеет значения от десятков до сотен.

Коэффициент усиления каскада по мощности K_p получается равным сотням, или тысячам, или даже десяткам тысяч. Этот коэффициент представляет собой отношение выходной мощности к входной. Каждая из этих мощностей определятся половиной произведения амплитуд соответствующих токов и напряжений:

Найдем коэффициент усиления каскада по мощности, используя следующую формулу:

Важными величинами, характеризующими транзистор, является его входное и выходное сопротивления, рассчитываемые по следующим формулам:

Определим КПД усилителя по формуле: