Расчет параметров, обеспечивающих режим работы транзистора по постоянному току

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).

Расчет параметров, обеспечивающих режим работы транзистора по постоянному току

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.

Расчет параметров, обеспечивающих режим работы транзистора по постоянному току

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.

Общий эмиттер. Теория и пример расчета


Интересные записи:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: