14. Построение линии нагрузки по переменному току.
15. Определение сопротивления нагрузки Rн» по переменному току:
Rн» = Rс||Rн = RсRн/(Rс + Rн); Rн» = 1014 Ом.
16. Определяем максимальный ток в цепи сток-исток (по переменному току): Iс max = Eс/(Rн» + Rи); Iс max = 11,5 мА.
17. Проводим линию нагрузки по переменному току через точки ГВ (рис. 5.5).
18. Расчет амплитуды переменной составляющей тока стока производим с учетом линии нагрузки по переменному току и условия, что амплитуда переменной составляющей входного напряжения Uзи (рис. 5.5).
19. Определяем значение Iс max при Uзи max = Uзи0 + Uвх:
точка С при Uзи max= - 0,75 + 0,25 = - 0,5 В; Iс max = 8 мА.
20. Определяем значение Iсmin при Uзи min= Uзи0 - Uвх:
точка Д при Uзи min= - 0,75 - 0,25 = - 1 В; Iс min = 4 мА.
21. Расчет параметров каскада.
22. Определяем амплитуду переменной составляющей тока Iсm стока при возможных изменениях входного напряжения по данным точек С и Д:
Iсm = (Iсmax - Iсmin)/2; Iсm = 2 мА.
23. Определяем амплитуду переменной составляющей напряжения Uсm стока при возможных изменениях входного напряжения по данным точек С и Д: Uсm = (Uсmax - Uсmin)/2; Iсm = (8,2 − 4,2)/2 = 2 В.
24. Коэффициент усиления каскада по напряжению К U (по переменной составляющей тока) при Uзиm: К U = Ucm/Uвх; К U = 2/0,25 = 8.
25. Выходная мощность Рвых. с:
Рвых. с = Iсm U с m/2 = U 2сm/2Rн~; Рвых. с = 2 мВт.
26. Полная потребляемая мощность источника в стоковой цепи Р0:
Р0 = EсIс0; Рс0 = 84 мВт.
27. КПД стоковой цепи: h = Рвых. с/Рс0; h = 2,38 %.
28. Мощность Рс0 постоянной составляющей тока, рассеиваемая на стоке: Рс0 = Iс0|Uси0|; Рс0 = 37,8 мВт << Рсmax = 150 Вт, т.е. режим работы допустим.
29. Определение параметров резисторов R 1 и R 2.
30. Обычно сопротивление резистора R2 выбирается в пределах 1-2 МОм. Выбираем: R2 = 1 МОм.
31. Напряжение на резисторе Rи при токе покоя Iси0:
| URи| = RиIси0; URи = 1,24 В.
32. Для расчета R1 используем тот факт, что напряжение на затворе Uз0 должно быть меньше, чем напряжение URи на величину Uзи0, т.е. выполняются соотношения:
Uзи0 = URи – Uз0 = URи – U R20 = Iси0Rи – ЕсR2/(R2 + R1).
33. Величина резистора R1 рассчитывается:
R1 = ЕсR2/(URи – Uзи0) - R2; R1 = 27,8 МОм.
34. Расчет емкостей. Выбор значений емкостей конденсаторов С1, С2, Сэ обуславливается требованием: на низшей частоте пропускания fпн реактивное сопротивление, равное XС=1/wC, должно быть на порядок меньше соответствующих сопротивлений Ri..
35. Входное сопротивление по переменному току:
Rвх»= R1||R2; Rвх»= 0,965 МОм.
36. Определяем значение емкости конденсатора С1
; С1 » 0,02 мкФ.
37. Определяем значение емкости конденсатора Си цепи истока:
Си = 10/2pfпнRи; Сэ » 100 мкФ.
38. Определяем значение емкости разделительного конденсатора С2 цепи нагрузки:
; С2 » 19,6 мкФ.
39. Расчет характеристик каскада.
40. Построение стоко-затворной характеристики I с ( U зи ) (рис. 5.5, вторая четверть) производится с учетом выделенных точек линии нагрузки (А, Д,…Б) и стоковых характеристик. Во второй четверти проводится линия стоко-затворной характеристики через точки М, N, П, О, К
41. Путем продолжения (экстраполяции) стоко-затворной характеристики определяется максимальный ток стока I мах (точка E) при Uзи = 0 (по графику): Iмах = 12,5 мА.
42. Определяем значение максимальной крутизны Smах:
Smах = dIc/dUзи при Uзи = 0; Smах » (12 − 10)/(0+0,25) = 2,5/0,25 = 10 мА/В.
43. Определяем напряжение отсечки: Uотс = 2I мах/Smах; Uотс = 2,5 В.
44. Построение временных зависимостей токов и напряжений (2-3 периода колебаний) в различных точках схемы производится с учетом их постоянных и переменных составляющих (рис. 5.5, 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 в различных участках схемы напряжения и токи могут иметь как постоянные, так и переменные составляющие.