23. Расчет параметров каскада.

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

24. Амплитуда переменного напряжения на нагрузке (с учетом линии нагрузки по переменному току): U_{mR н~} = U_{m кэ} = I_кmR_н~; U_{mR н~} = U_{m кэ} = 1,75 В.

25. Коэффициент усиления каскада по току К _I (по переменной составляющей тока): К _I = I_кm/I_бm; К _I = 17,5.

26. Выходная мощность: Р_{вых. к} = I_кm U_кm/2 = U ²_кm/2R_н»; Р_{вых. к} = 3 мВт.

27. Полная потребляемая мощность источника в коллекторной цепи:

Р₀ = E_кI_к0; Р_к0 = 84 мВт.

28. КПД коллекторной цепи: h = Р_{вых. к}/Р_к0; h = 3,65 %.

29. Мощность Р_к0, рассеиваемая на коллекторе постоянной составляющей тока: Р_к0 = I_к0|U_кэ0|; Р_к0 = 42 мВт < Р_кmax = 150 Вт, т.е. выбранный режим работы допустим.

30. Расчет входных параметров с учетом входной характеристики.

Поскольку у биполярных транзисторов входные характеристики с различными значениями U_кэ расположены "близко" друг к другу, то в качестве "основной" рабочей входной характеристики можно принять одну из статических входных характеристик, соответствующую активному режиму, например, характеристику при U_кэ = 5 В, и, для сравнения, рассмотреть характеристику при U_кэ = 0 В (рис. 5.3, а).

31. Определяем напряжение смещения U_бэ0 при токе I_б0 (точка П):

U_бэ0 » 260 мВ.

32. Определяем значение U_бэmax при I_б = I_б0 + I_бm:

точка А: U_бэmax = 277 мВ.

33. Определяем значение U_бэmin при I_б = I_б0 - I_бm:

точка Б: U_бэmin = 187 мВ.

34. Определяем амплитуду переменной составляющей входного напряжения U_бэкm базы при возможных изменениях тока базы:

U_бэm= (U_бэmax - U_бэmin)/2; U_бэm = 45 мВ.

35. Модуль коэффициента усиления по напряжению K_U:

| K_U| = U_{mR н »}/U_бэm; | K_U| = 38,9.

36. Коэффициент усиления по мощности K_P: K_P = | K_U К _I |; K_P = 680,6.

37. Входная мощность Р_вх: Р_вх = I_бmU_бэm/2; Р_вх = 4,5 мкВт.

38. Входное сопротивление R_вх» (по переменному току):

R_вх» = U_бэm/I_бm; R_вх» = 225 Ом.

39. Определение параметров делителя напряжения на резисторах R ₁ и R ₂.

40. Из практических соображений значение тока I_д через резистор R₂ выбирается из условия I_д = 10I_б0: I_д = 3 мА.

41. Определяем величину резистора R₂:

; R₂ » 1 кОм.

42. Определяем величину резистора R₁

; R₁ » 3,3 кОм.

43. Расчет емкостей.

Выбор значений емкостей конденсаторов С₁, С₂, С_э обуславливается требованием: на низшей частоте пропускания f_пн реактивное сопротивление, равное X_С = 1/wC, должно быть на порядок меньше соответствующих сопротивлений R_i.

44. Определяем значения емкости конденсатора С₁:

; С₁ » 88,5 мкФ.

45. Определяем значение емкости конденсатора С_э цепи эмиттера:

С_э = 10/2pf_пнR_э; С_э » 99,5 мкФ.

46. Определяем значение емкости разделительного конденсатора С₂ цепи нагрузки:

; С₂ » 39,8 мкФ.

47. Расчет h -параметров усилителя в рабочей точке.

Экспериментальное определение h-параметров может быть произведено путем анализа статических вольтамперных характеристик транзистора. Рассмотрим статические характеристики транзистора n - p-n-типа в схеме с общим эмиттером (рис. 5.3) в рабочей точке П с параметрами: U_кэ = 7 В, I_к0 = 6 мА, I_б0 = 0,3 мА. Выбрав на статической характеристике рабочую точку П, выделим вблизи ее приращения тока базы DI_б, а также DU_бэ, DU_кэ (рис. 5.3), характеризующие малые (переменные) приращения параметров схемы. Соотношения между малыми приращениями характеризуют h-параметры схемы.

48. Параметр h_11э, характеризующий входное сопротивление транзистора R_вх по переменному току, может быть определен по входной характеристике в области точки П (рис. 5.3) по точкам М и N:

h_11э = |DU_бэ|/|DI_б| при U_кэ0 = соnst;

h_11э = R_вх =(275-225)мВ/(390-190) мкА = 50×10^-3/0,2×10^-3 = 250 Ом.

49. Параметр h_12э характеризующий коэффициент обратной связи по напряжению, может быть определен по входной характеристике в области точки П по точкам П и L: h_12э = (DU_бэ /DU_кэ) при I_б0 = const;

h_12э = (240 − 260)мВ/(0 − 5)В = 20×10^-3/5 = 0,004.

50. Параметр h_22э, характеризующий выходную проводимость транзистора, может быть определен по выходной характеристике по точкам
Д и С: h_22э = (DI _к/DU_кэ) при I_б = const;

h_22э = (6,4 − 5,7)мА/(10 − 4)В= 0,7×10^-3/6 = 117 мкСм.

51. Выходное сопротивление R_вых» по переменному току:

R_вых» = 1/h_22э; R_вых»= 8,57 кОм.

52. Параметр h_21э, характеризующий коэффициент передачи тока базы в схеме с ОЭ, может быть определен выходной характеристике по точкам Г и В: h_21э = b = (DI_к/DI_б) при U_кэ = const;

h_21э = b = (7,5 - 4)мА/(0,4 - 0,2) мА = 17,5.

53. Крутизна транзистора S определяется с учетом соотношения:

S = di_э/du_бэ ≈ di_к/du_бэ =(DI_к/DI_б)//|DU_бэ|/|DI_б|)= h_21э/h_11э; S = 82,9 мА/В.

54. Построение временных зависимостей токов и напряжений (2-3 периода колебаний) в различных точках схемы производится с учетом их постоянных и переменных составляющих (рис. 5.2, б) в режимах:

− усиления класса А;

− усиления класса В (рабочая точка в области отсечки);

− усиления класса В (рабочая точка в области насыщения).

Следует обратить внимание, что напряжения и токи в различных участках схемы могут иметь как постоянные, так и переменные составляющие