Расчет параметров и режимов работы транзисторных каскадов усилителя низкой частоты

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЁТА

В задаче № 1:

- тип структуры транзистора n-p-n;

- напряжение источника питания Еп=6 В;

- амплитуда тока нагрузки Iнм=7,5 мА;

- сопротивление нагрузки Rн =400 Ом;

- максимальное напряжение нагрузки Uн.м.=3 В;

- нижняя частота входного сигнала Fн= 140 Гц;

- коэффициент частоты искажений Мн=1,2;

- диапазон рабочих температур + (

25¸27)°С;

В задаче № 2:

параметры элементов схемы и транзистора R1= 500 кОм, R2=57 кОм, Rс=3,7 кОм, Rи=1,2 кОм, Rн=10 кОм, Rг=10 кОм, g11=0,2∙10-6 (1/Ом), g12=0,1∙10-6 (1/Ом), g21=4,7∙10-3 (1/Ом), g22=35∙10-6 (1/Ом).

4. Содержание пояснительной записки - в соответствии с методическими указаниями к РГР.

СОДЕРЖАНИЕ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Расчёт параметров усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе

1.1 Схема транзисторного усилителя низкой частоты

1.2 Выбор биполярного транзистора

1.3 Выбор положения рабочей точки

1.4 Расчет параметров элементов схемы

1.5 Расчет параметров усилительного каскада на биполярном транзисторе

2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Список литературы

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЯ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

1.1 Схема транзисторного усилителя низкой частоты

Упрощенная схема каскада, выполненного на биполярном транзисторе типа р-n-р, включенного по схеме ОЭ, приведена на рисунке 1. На схеме обозначены: R1, R2 - резисторы входного делителя, обеспечивающего нужное смещение на базе транзистора, Rк, Rэ - соответственно коллекторный и эмиттерный ограничивающие резисторы, Rн - сопротивление нагрузки. В простейшем случае резисторы R2 и Rэ могут отсутствовать (R2= ∞, Rэ=0), Rг - внутреннее сопротивление источника сигнала (генератора). Свх, Ср - разделительные конденсаторы. Резистор Rэ и конденсатор Сэ образуют цепь отрицательной обратной связи по току эмиттера. Полагаем, что на вход (на базу транзистора) относительно общей точки подаётся синусоидальный входной сигнал с такой амплитудой, чтобы каскад работал в квазилинейном режиме и на нагрузке выделялся усиленный синусоидальный сигнал. Это обеспечивается соответствующим выбором положения рабочей точки на характеристиках транзистора.

Рисунок 1 - Схема каскада усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе

1.2 Выбор биполярного транзистора

В исходных данных указаны ток и мощность нагрузки, по которым следует определить конкретный тип и марку транзистора из следующих соображений:

а) Допустимое напряжение между коллектором и эмиттером выбирается на (10-30)% больше напряжения источника питания

где Uкэ доп - допустимое напряжение по условиям пробоя р-n-перехода.

б) Максимальный (допустимый) ток коллектора должен быть в (1,5¸2) раза больше тока нагрузки

Iк.доп.³ 2Iнм

где мА - амплитуда тока нагрузки;

Iк.доп. - допустимое (по условиям нагрева) значение тока коллектора.

В общем случае нужно учитывать значение температуры окружающей среды, в зависимости от которой значение допустимого тока изменяется. В данном расчете предполагается «нормальная» температура окружающей среды + (25¸27)°С.

Вышеперечисленным требованиям удовлетворяет транзистор МП25А. Он имеет следующие параметры:

Uкэм = 40В, Iкм=80мА, Pкм=0,2Вт, (В расчётах ), , , .

Его входные и выходные характеристики изображены на рисунке 3.

1.3 Выбор положения рабочей точки

Расчет параметров графоаналитическим способом основан на использовании нелинейных статических характеристик. В первую очередь на семействе выходных характеристик изобразим кривую ограничения режима работы транзистора по мощности Ркт. Она строится согласно уравнению Ркm= UкэIк. Задаваясь значениями Uкэ, находим Iк по заданному (паспортному) значению Рк.

Таблица 1

Uкэ, В

4

8

10

16

20

Iк,мА

50

25

20

12,5

10

Далее на семействе выходных характеристик (рисунок 3) проводим нагрузочную линию, используя уравнение для коллекторной цепи

Полагая Uкэ = 0 В, получим

где Rобщ = Rк + Rэ - суммарное сопротивление в выходной цепи транзистора.

Полагая Iк = 0, имеем Uкэ = Eп=6 В.

Так как Rобщ пока неизвестно, используем две точки (рисунок 3) : точку А с координатой (Еп, 0) и выбранную по некоторым соображениям точку Р.

Положение точки Р нужно выбрать из следующих соображений:

а) точке Р соответствует значение тока Iкр 1,2Iим 13,4мА и значение напряжения U кэр (Uвых.+Uост)=3+1=4 В,

где Iкр - постоянная составляющая тока коллектора;

Iим - амплитуда переменной составляющей тока коллектора (тока нагрузки);

Uкэр - постоянная составляющая напряжения коллектор-эмиттер.

Uост маломощных транзисторов принимается ориентировочно равным 1В.

б) точка Р должка располагаться в области значений токов и напряжений, не попадающих в верхнюю область, ограниченную кривой Ркм (рисунок 3).

Определив координаты точки Р проводим на семействах выходных характеристик нагрузочную прямую APD (рисунок 3) и определяем значение тока базы Iбр, соответствующее выбранному значению тока коллектора Iкр: Iбр =0,6 мА. По значению тока базы Iбр определяем положение точки P1 на входной характеристике (рисунок 4).

Определяем значения токов Iкм и Iк.min :

Iкм = Iкр+ Iим=15+7,5=22,5 мА,

Iк.min =Iкр -Iим=15-7,5=7,5 мА,

где Iнм - амплитуда переменной (синусоидальной) составляющей тока нагрузки.

Откладывая по оси токов значения Iкм, Iк.min находим на нагрузочной линии точки В и С, которым соответствуют значения токов базы Iбм=0,9 мА, Iб.min=0,3 мА и значения напряжений Uкэм=5,2 В, Uкэ.min=3,4 В. Амплитуду синусоидальной составляющей напряжения коллектор-эмиттер находим из соотношения:

Страница:  1  2 


Другие рефераты на тему «Коммуникации, связь и радиоэлектроника»:

Поиск рефератов

Последние рефераты раздела

Copyright © 2010-2019 - www.refsru.com - рефераты, курсовые и дипломные работы