![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттеромСтр 1 из 3Следующая ⇒
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Схемотехника» на тему «Расчет усилительных каскадов и стабилизатора напряжения на биполярном транзисторе» Вариант №8
Работу выполнил: студент гр. ЭАТб-12А1 Селюн Н. С. Работу принял: к.т.н., доцент Власов А. Ю.
Омск – 2015 Содержание
1. Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером......................................................................................... 3 2 Расчет схемы двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности……………………………………………………………………7
3. Расчет компенсационного стабилизатора....................................... 12 Литература........................................................................................... 18
Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером Питание каскада осуществляется от одного источника, напряжением Ек. Требуется провести графоаналитический расчет рабочего режима для схемы, представленной на (рис. 1), в диапазоне частот усиливаемых колебаний от 80 Гц до 5 кГц при заданных параметрах цепи, которые указаны в таблице 1. Рис.1 – Усилительный каскад на биполярном транзисторе В приложении представлены входные и выходные характеристики транзистора КТ342, указанных в таблице 1, которые необходимы для проведения графоаналитического расчета усилительного каскада.
Таблица1 Исходные данные
Входная и выходная характеристики транзистора изображены в приложении. Так как во входной цепи транзистора при любой схеме включения протекает ток, то для расчета рабочего режима транзистора недостаточно одного семейства выходных характеристик, а требуется еще семейство, определяющее режим работы входной цепи. Следует заметить, что в справочниках обычно дана одна входная характеристика, так как входные характеристики, снятые при различных выходных напряжениях, расположены близко друг к другу. Порядок решения задачи следующий. На семействе выходных характеристик строится линия максимально допустимой мощности, используя уравнение: IKmax = PKmax / |UКЭ | = 250 Подставляя в данное выражение значения UКЭ, равные, например, -1, 5, 2, 3, 4 и 5 В, получаем значения IК, равные 55, 42; 25 и 18 мА соответственно. Построенная по этим точкам линия PKmax показана на рис. 3.
КТ342 РKmax = 250 мВт n-p-n Рис. 3 Затем, используя уравнение линии нагрузки IK = (Е – UKЭ) / RН на семейство выходных характеристик наносится линия нагрузки: при IК = 0; UКЭ = Е = 6 В – первая точка линии нагрузки; при UКЭ = 0; IK = Е/RH =6 /100 = 60 мА – вторая точка линии нагрузки. Точка пересечения линии нагрузки с характеристикой, соответствующей постоянной составляющей тока базы IБ0 = 0, 2 мА, определит рабочую точку. Ей будут соответствовать постоянная составляющая тока коллектора IK0 = 31 мА и постоянная составляющая напряжения UKЭ0 = 3 В. Амплитуда переменной составляющей тока коллектора определяется как среднее значение: ImK = (IKmax – IKmin) / 2 = (43-18) / 2 = 12, 5 мА. Амплитудапеременного напряжения на нагрузке: UmR = UmКЭ = ImK·RH= =12, 5·100 = 1, 2 В. Коэффициент усиления по току: KI = ImK/ ImБ = 12, 5/0, 1 = 125. Выходная мощность: РВЫХ = 0, 5ImKUmR = 0, 5·12, 5·1, 2 = 7, 5 мВт. Полная потребляемая мощность в коллекторной цепи: P0 = EIK0= 6·31= = 186 мВт. КПДколлекторной цепи: η = РВЫХ / Р0 = 7, 5/186 = 4, 03%. Мощность, рассеиваемая на коллекторе постоянной составляющей коллекторного тока: PK0 = IK0 UКЭ0 = 31·3 = 93 мВт. UKЭ = 3 В. |UБЭ0 | = 0, 66 В. Амплитуда входного напряжения: UmБЭ = (UБЭmax – UБЭmin) / 2 = =(0, 67-0, 64) / 2 = 0, 015 В = 15 мВ. Модуль коэффициента усиления по напряжению: |KU | = UmКЭ / UmБЭ = =1, 2/0, 015 = 80 Коэффициент усиления по мощности: KР = |KI KU | = 125·80 = 104 Входная мощность: РВХ = 0, 5ImБ UmБ = 0, 5·0, 1·15 = 0, 75 мкВт. Входное сопротивление: RВХ =UmБЭ / ImБ = 15/0, 1 = 150 Ом. Сопротивление резистора: RБ =(E – |UБЭ0 |) / IБ0=(6-0, 66)/0, 2=26, 7 кОм. Емкость конденсатора СР определяется из условия: 1 /(ω НСР) = RВХ /10. где ω Н – низшая рабочая частота, тогда СР = 10/ω Н RВХ = 10/2π fН RВХ = 10/6, 28·80·150 = 132, 7 мкФ. Расчет параметров усилителя для найденной рабочей точки покоя усилителя h21Э, h22Э, RВЫХ = 1/h22Э, h11Э, RВХ и h21Э = S, а также расчет коэффициентов КI, KU, КP. Рассчитаем параметры в рабочей точке, при UKЭ = 3 В и IK0 = 31 мА: по точкам В и Г (приложение) определим: h21Э = 25/0, 2 = 125. По точкам D и Е (приложение) определим:
h22Э = 2 /2, 2= 0, 909 мСм; RВЫХ = 1/ h22Э = 1/0, 909 = 1, 1 кОм, По крайним точкам А и Б (приложение) определим параметр:
h11Э = 0, 03 / 0, 2 = 0, 15 мОм.=150 Ом Крутизна характеристики транзистора: S =h21Э / h11Э=125/0, 15=0, 83 мA/В. С помощью найденных параметров определим искомые значения по приближенным формулам. Коэффициент усиления по току: KI ≈ h21Э = 125; точнее, KI = h21Э RВЫХ /(RН + RВЫХ) =125· 1, 1/(100 +1, 1) = 136, что примерно сходится с результатом графоаналитического расчета. Входное сопротивление: RВХ ≈ h11Э = 150 Ом, Коэффициент усиления по напряжению: KU≈ –h21Э·RН/RВХ= –125× 100/150= -83; Коэффициент усиления по мощности: KР = |KI KU | = 125· 83 = 10375.
|