Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Задача 2.1.32.






Исходные данные:

Транзистор включен в усилительный каскад по схеме с общим эмиттером. Каскад питается от одного источника напряжения Е. Для подачи смещения в цепи базы используется гасящий резистор. Генератор входного сигнала подключен к базе транзистора через разделительный конденсатор.

Напряжение источника питания ЕК = 9 В

Сопротивление резистора R = 0, 3 кОм = 300 Ом

Ток базы в рабочей точке Iбо = 0, 2 мА

Мощность, рассеиваемая коллектором Рктах = 130 мВт = 0, 13 Вт

Амплитуда тока базы IтБ = 0, 1 мА

Диапазон усиливаемых колебаний 100 Гц - 100 кГц.

Определить:

а) построить линию Рктах;

б) по выходным характеристикам найти: постоянную составляющую тока коллектора / ко; постоянную составляющую напряжения коллектор-эмиттер Uкэ0, амплитуду переменной составляющей тока коллектора Imк; амплитуду выходного напряжения UтК=Uткэ; коэффициент усиленияпо току Ki; выходную мощность РВЫХ; мощность, рассеиваемую на нагрузке постоянной составляющей тока коллектора Рк0, полную потребляемую мощность в коллекторной цепи Ро; КПД коллекторной цепи h. Проверить, не превышает ли мощность, выделяемая на коллекторе в режиме покоя Рк0, максимально допустимую мощность РKmax;

в) с помощью входной характеристики определить: напряжение смещения UБЭ0 ; амплитуду входного сигнала UтБЭ, входную мощность РВХ, коэффициент усиления по напряжению КU и по мощности КP, входное сопротивление каскада RВХ; сопротивление резистора RБ и ёмкость разделительного конденсатора СР. Начертить схему усилительного каскада.

Решение:

Схема усилительного каскада
:

 

1) Построение линии максимально допустимой мощности на семействе выходных характеристик по формуле:

Рассчитаем значения IKmax для Uкэ, равных -7, 5; -10; -15 и -20 В:

Uкэ, В -1 -2 -4 -6 -8 -10
IKmax, мА     32, 5 21, 7 16, 25  

2) Рассчитаем уравнение нагрузочной прямой для построения на семействе выходных характеристик:

Если Uкэ = 0, то IK = 9/300 = 0, 03 А = 30 мА.

Если Uкэ = -9 В, то IK = 0.

Рабочая точка является точкой пересечения линии нагрузки с характеристикой, соответствующей постоянной составляющей тока базы, равной IБ0 = 0, 2 мА = 200 мкА.

Рабочей точке Т соответствует постоянная составляющая тока коллектора IK0 = 20 мА и постоянная составляющая напряжения UКЭ0 = -2, 8 В.

3) Нагрузочная прямая пересекает зависимость IK (UКЭ) при токе базы IБ = 0, 1 мА при токе коллектора, равном IK = 10 мА, а при токе базы IБ = 0, 3 мА при токе коллектора, равном IK = 30 мА. Амплитуду переменной составляющей тока коллектора определим как среднее этих значений:

мА = 10-2 А

4) Амплитуда переменного напряжения на нагрузке:

В

5) Коэффициент усиления по току:

6) Выходная мощность:

Вт = 15 мВт

7) Полная потребляемая мощность в коллекторной цепи:

Вт = 180 мВт

8) Мощность, рассеиваемая на коллекторе постоянной составляющей коллекторного тока:

Вт = 56 мВт

9) КПД коллекторной цепи:

= 8, 3 %

10) PK 0 < PKmax, т. к. 56 мВт < 130 мВт, следовательно, режим работы допустимый.

11) Рассмотрим входную характеристику:

 

В качестве рабочей входной характеристики примем одну из статических характеристик, соответствующую активному режиму, а именно характеристику, снятую при UKЭ=-5 B.

Из графика находим, что | UБЭ0 | = 0, 57 В при IБ 0 = 0, 2 мА.

12) По условию ImБ = 0, 1 мА, IБ 0 = 0, 2 мА, следовательно,

UБЭ = 0, 525 В при IБ = 0, 2 – 0, 1 = 0, 1 мА

и UБЭ = 0, 595 В при IБ = 0, 2 + 0, 1 = 0, 3 мА.

Амплитуда входного напряжения:

В = 35 мВ

13) Модуль коэффициента усиления по напряжению:

14) Коэффициент усиления по мощности:

15) Входная мощность:

Вт = 1, 75 мкВт

16) Входное сопротивление:

Ом

17) Сопротивление резистора:

Ом = 42, 15 кОм

18) Ёмкость конденсатора CP определяется из условия:

,

где w Н – низшая рабочая частота.

Следовательно,

Ф = 0, 378 мкФ

Ответ: IK0 = 20 мА, UКЭ0 = -2, 8 В, ImK = 10-2 А, UmКЭ = 3 В, Ki = 100,
РВЫХ = 15 мВт, Р 0 = 0, 18 Вт, РК 0 = 56 мВт, h = 8, 3 %, UБЭ0 = -0, 57 В, UmБЭ = 35 мВ,

РВХ = 1, 75 мкВт, , , RВХ = 42, 15 кОм, CP = 0, 378 мкФ.


 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал