2 Расчет усилительного каскада оэ по постоянному току

Исходные данные:

K_u-u: 23

f, кГц: 20-200

Rг_, Ом 50

U_вх,, В 0,05-0,1

Rн, кОм 0,9

Выбираем точку покоя каскада:

Uвх=0,1 В

Для исключения возможных искажений сигнала, параметры Uкэп и Iкп должны удовлетворять условиям:

Uкэп>Uвых.т.+ΔUкэ

Iкп>Iкт+Iкэ0max ΔUкэ=1 В

Выбираем низкочастотный транзистор.

Основные характеристики транзистора КТ104Б:

Предельная частота передачи тока 5 мГц

Статический коэффициент передачи тока h21э =20…80 при Iк=1 мА

Сопротивление базы 280 Ом

Входное сопротивление в режиме малого сигнала ОЭ 120 Ом

Мощность на коллекторе 150 мВт

Напряжение коллектор-база максимальное 15 В

Ток коллектора 50 мА

Максимальная температура переходов 150°С

Рассчитаем Iкэ0max:

Из-за небольшого коэффициента усиления K_u-u =23, Rк берем как 0,845Rн

Rк=760,15 Ом

тогда Uкэп=4.3 В

тогда Iкп=0.11 А

Остальные расчеты по постоянному току:

Проверка расчетных параметров.

Максимальная рассеиваемая мощность:

Pк=Uкп∙Iкп=49,5 мВт <150 мВт

U_кэп>U_вых.т+ΔU_кэ 4,3 В >3,2527 В+1 В

I_кп>I_кт+I_кэ0max 0,011 В >0,0079 А+0,0026 А

3 Расчет усилительного каскада оэ по переменному току

К.П.Д. каскада = 14,21%

Расчетный коэффициент усиления по напряжению Ku=26,6

Мощность, потребляемая от источника питания Pист=124,9 мВт

4 Расчет усилительного каскада с помощью ewb и сравнение экспериментальных результатов с результатами аналитического расчета

Для проверки использовался транзистор 2N2218.

Экспериментальный коэффициент усиления каскада по напряжению Ku=Uвх/Uвых=237,7 мв/9,9 мв=24

Рисунок 2 – Схема усилителя ОЭ в EWB5.12

Рисунок 3 – Осциллограмма усилителя

Список использованных источников

1 Комплекс лекций по дисциплине «Электроника»

2 Бурькова Е.В. Аналоговая и импульсная электроника: учебное пособие. -Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2007 – 174 с. ISBN 978-5-7410-0752-5

3 Забродин Ю.С. Промышленная электроника, - Москва: Высшая школа, 1982. -496 с.

4 Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника, – Москва: Горячая линия – Телеком, 2003. – 768с.

5 Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций, – СПб.: КОРОНА принт, 2000. – 416с.

6 Панфилов Д.И., Чепурин И.Н. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях: Практикум на Electronics Workbench: в 2 т./Под общей ред. Д.И. Панфилова – т.2: Электроника. – М.: ДОДЭКА, 2001. – 288 с.

7 Булычев А.Л., Лямин П.М., Тулинов Е.С. Электронные приборы, – Москва: Лайт ЛТД, 2000. ­– 416с.

Приложение а (обязательное) Сводная таблица вычисленных параметров

Таблица А.1

Параметр	Формула	Значение	Физический смысл
Uкм	Uвх∙Ku-u	3,2527 В	Амплитудное значение переменной составляющей выходного напряжения каскада
Uкэп	>Uвых.т+ΔUкэ	4,3 В	Напряжение покоя коллектор-эмиттер
Iкп	> Iкт+Iкэ0max	11 мА	Ток коллектора покоя
Iкм		7,9 мА	Ток коллектора максимальный
Iкэ0	Iкэ0=Iкбо(1-β)	1,7 мА	Ток коллектор-эмиттер обратный
Iк0(э)max	Iк0(э)max= Iкбо(1+h21э`)	2,6 мА	Ток коллектор-эмиттер максимальный
Rк	Rк=0,845*Rн	760,5 Ом	Номинал резистора коллектора
Iбп		0,5 мА	Ток базы покоя
Iэп	Iэп=Iбп+Iкп	11,5 мА	Ток эмиттера покоя
Eк		15,83 В	Напряжение питания
Uэп	Uэп=0,1∙Ек	1,5832 В	Напряжение эмиттера покоя
Rэ		143,93 Ом	Номинал резистора эмиттера
Iд		1,9 мА	Ток делителя
R2		1617,5 Ом	Сопротивление R2 делителя напряжения
R1		5243,7 Ом	Сопротивление R1 делителя напряжения
rвх	rвх=rб+(1+β)rэ	322,9 Ом	Входное сопротивление транзистора
rэ		2,2598 Ом	Сопротивление эмиттера транзистора
Rвх	Rвх= R1|| R2|| rвх	228,8 Ом	Входное сопротивление каскада
Ki		8,2439	Коэффициент усиления каскада по току

Продолжение таблица А.1

Ku		26,6036	Коэффициент усиления каскада по напряжению
Kp	Kp=Pвых/Pвх=Ku∙Ki	219,3	Коэффициент усиления каскада по мощности
Rвых	Rвых=Rк||rк(э)	759,34 Ом	Выходное сопротивление каскада
Cp1	Cp1>100/2πf∙Rвх	0,0695 Ф	Исключает шунтирование входной цепи по постоянному току
Cp2	Cp2>100/2πf∙Rн	0,0177 Ф	Пропускает в цепь нагрузки переменную составляющую напряжения
Cэ	Cэ>100/2πf∙Rвх	0,1106 Ф	Шунтирует резистор Rэ по переменному току
Pвых	Pвых=UктIкт/2	0,0178 Вт	Выходная мощность каскада
Pист	Pист=Ек/Iкп	0,1249 Вт	Мощность, потребляемая от источника питания
КПД	η=Pвых/Pист	14,12%	Коэффициент полезного действия каскада