1.4.1. Для схемы, изображенной на рис.1, определяем
RБ = 8·[rБ + rЭ · (1+ ?)]?8 · h11 Э = 8 · *,**·10n = *,**·10n [Ом],
1.4.2. Определяем сопротивление в цепи эмиттера
RЭ = RБ·(?–S) ? ?·S = *** ***= *,**·10n [Ом],
выбираем номинал сопротивления резистора из стандартного последовательности (приложение 2):
RЭ = *,**[кОм].
1.4.3. Определяем напряжение источника питания усилителя
ЕК = 2·UКЭО + IЭО ·RЭ = *** ***= *,**[В].
Округляем полученное значение до стандартного из последовательности (5,0; 6,0; 9,0; 12,0; 15,0; 18,0; 24,0; 30,0):
ЕК = *,**[В].
Исходя из этого, корректируем значениенапряжения между эмиттером и коллектором в рабочей точке: UКЭО = (ЕК–IЭО ·RЭ) ? 2 = *** ***= *,**[В]
1.4.4. Определяем сопротивление в цепи коллектора:
RК = UКЭО ? IКО = *** ***= *,**·10n [Ом],
выбираем номинал сопротивления резистора из стандартного последовательности (приложение 2):
RК = *,**[кОм].
1.4.5. Определяем напряжение на базе транзистора:
UБО = IЭО·RЭ + UБЭО = (IКО + IБО)·RЭ + UБЭО = *** ***= *,**[В],
где, UБЭО – напряжение на эмиттерном переходе в рабочей точке,
принимается для: (Ge) германиевых UБЭО = 0,2 – 0,3[В];
(Si) кремниевых UБЭО = 0,3 – 0,5[В].
1.4.6. Рассчитываем делитель в цепи базы.
Напряжение холостого хода делителя: UД ХХ = UБО + IБО·RБ = *** ***= *,**[В].
Вычисляем величины сопротивлений делителяям:
R1 = EК·RБ ? UД ХХ = *** ***= *,**·10n [Ом],
выбираем номинал сопротивления резистора из стандартного последовательности (приложение 2):
R1 = *,**[кОм] ;
R2 = R1·RБ ? (R1– RБ) = *** ***= *,**·10n [Ом],
выбираем номинал сопротивления резистора из стандартного последовательности (приложение 2):
R2 = *,**[кОм] ;
Вычисляем ток делителя: IД = EК ? (R1 + R2) = *** ***= *,**·10n [А] ,
Величина тока делителя обязана удовлетворять условию: IД 4·IБО ,
Контролируем:*,**·10n *,**·10n .
В случае, если это условие не выполняется, то выбирают меньшее значение RБ и повторяют расчет параметров RЭ, ЕК, R1 и R2.
1.4.6. По окончании расчета параметров, снабжающих режим транзистора по постоянному току, нужно проверить полученное значение коэффициента усиления:
КО = RВХ· h21 Э·RКН ? [h11 Э ·(RС + RВХ)] = *** ***= *,** (6)
где, RКН = RК·RН ? (RК+RН) = *** ***= *,**·10n [Ом];
RВХ – входное сопротивление усилителя:
RВХ = RБ·h11Э ?(RБ +h11Э) rБ + rЭ·(1 + ?) = *** ***= *,**·10n [Ом].
В случае, если полученное значение КО меньше (А) либо больше (В) заданного, то направляться внести трансформации в усилитель.
Выбрать вариант трансформаций!
А. Для повышения коэффициента усиления:
1.В случае, если полученное значение меньше заданного на 10 – 15 %, то возможно расширить значение RК, но наряду с этим нужно будет увеличить ЕК, что нежелательно
2.Выбрать транзистор с громадным значением h21 Э.
3.В случае, если полученное значение меньше заданного на 30 – 70 %, нужен дополнительный каскад усиления (аналог изображенного на Рис. 1).
4.В случае, если RН RК, то возможно включить эмиттерный повторитель на выходе усилителя (рис.2).
В этом случае нагрузкой усилителя будет громадное входное сопротивление эмиттерного повторителя:
Rвх эп = Rэн·(1 + ?) = *** ***= *,**·10n [Ом];
где, RЭН = RЭ2·RН ?(R Э2 + RН).
Ток коллектора эмиттерного повторителя определяют подобно усилителю:
__
IКО ЭП = 1,5 ·IНМ + 0,4 ·10 — 3 = 1,5·v2 ·UН ? RН + 0,4·10 — 3 = *** ***= *,**·10n [А] ;
Сопротивление R Э2= U Э2 О? I Э2 О= *** *** = *,**·10n [Ом];
где,UЭ2 О= U К1– UБЭО = *** ***= *,**[В].
Значение IЭ возможно принять равным IКО ЭП.
Коэффициент усиления эмиттерного повторителя:
Кэп = (1 + h21 Э)·RЭН? [h11 Э + (1 + h21 Э)·RЭН] = *** ***= *,** (7)
Тогда неспециализированный коэффициент усиления будет равен: К = КУС· Кэп = *** ***= *,**.
В этом случае КУС определяется по выражению (6).
Рис. 2. Усилитель с эмиттерным повторителем
5. В случае, если сопротивление источника сигнала Rс 0,5·Rвх, то возможно включить эмиттерный повторитель на входе усилителя, как продемонстрировано на рис.3.
В этом случае коэффициент усиления возрастет приблизительно
в 0,9·[(Rс+ Rвх ус) ? (Rвых эп + Rвх ус)]раз,
где, Rвх ус – выходное сопротивление эмиттерного повторителя;
Rвых эп = (Rс+ rБ) ? (1 + ?) + rэ– выходное сопротивление эмиттерного повторителя.
Рис. 3. Включение эмиттерного повторителя на входе усилителя
Ток коллектора эмиттерного повторителя возможно выбран равным 1мА:
IКО =1,0 ·10-3 [А].
Напряжение на эмиттере VT1: UЭ1 О = ЕК ? 2 = *** ***= *,** [В].
Напряжение на базе: UБ1 О = UЭ1 О + UБЭ О [В] = *** ***= *,** [В],
где, UБЭ О – выбирается подобно п.1.4.5.
Ток базы: IБ1 О = UБ1 О ? RБ1 = IЭО ? ?+1 = *** ***= *,**·10n [А].
При расчете делителя R1- R2, ток делителя принимается: Iд = (4 6)·IБО.
Сопротивление в цепи эмиттера рассчитывается: RЭ1 = UЭ1 О ? I Э1 О
В случае, если предлагаемые в п.А меры не разрешают взять требуемый коэффициент усиления, то нужен двухкаскадный усилитель с коэффициентами усиления каскадов К1и К2. Тогда неспециализированный коэффициент усиления: К = К1 ·К2. Рекомендуется К1 К2.
В. Для уменьшения коэффициента усиления:
1. Выбрать транзистор с меньшим h21.
2. Уменьшить значение RК. Но наряду с этим нужно будет увеличить ток коллектора, что нежелательно.
3. Включить делитель напряжения на входе усилителя либо между каскадами.