2.6 Расчет элементов и параметров схемы электронного усилителя
2.6.1 Расчет резисторов коллекторной и эмиттерной цепей
Необходимо
определить значения сопротивлений
и
.
Для этого, используя выходные характеристики
(рисунок 6) и построения на них, определяется
вспомогательное значение – общее
сопротивление цепи эмиттер-коллектор
.
(5)
Общее сопротивление в цепи эмиттер-коллектор рассчитывается по формуле [4]
,
(6)
где – ток определяемый точкой 4, то есть пересечения прямой нагрузочной с осью токов.
Для маломощных
усилителей низкой частоты правомерно
принять значение
.
(7)
Тогда, подставив
(7) в (5), и используя выражение (6) можно
определить значения
,
а затем
.
2.6.2 Определение амплитудного значения входного сигнала тока
и напряжения
Для дальнейших
расчетов необходимо определить наибольшие
амплитудные значения входного сигнала
тока
и напряжение
,
которые необходимы для обеспечения
заданного значения
.
Задавшись наименьшим значением коэффициента усиления по току , получаем
(8)
причем
ток
не должен превышать значения
,
где
- минимальный и максимальный токи базы
соответственно, для маломощных
транзисторов максимальный ток базы
может быть найден так
(как правило,
≈1...2 мА).
Ток
базы минимальный для маломощных
транзисторов может быть рассчитан как
(это значение может быть принято
≈0,05мА).
На
семействе входных характеристик
транзистора для схемы с общим эмиттером,
подобном изображенному на рисунке 7
[3], стоится входная характеристика для
напряжения
.
Далее по найденным
значениям
и
для характеристики с напряжением
находятся
и величина
.
Рисунок 7 - Семейство входных вольт-амперных характеристик транзистора
2.6.3 Определение входного сопротивления каскада по переменному току
Определяем входное
сопротивление
каскада по переменному току (без учета
делителей напряжения
и
).
Для этого необходимо воспользоваться
формулой
.
(9)
2.6.4 Расчет сопротивлений делителя напряжения
Далее рассчитаем сопротивление делителей напряжения и . Для уменьшения шунтирующего действия делителя на входную цепь каскада по переменному току необходимо принять
,
(10)
где сопротивление
определяется соотношением
.
(11)
Сопротивление
делителя напряжения может быть найдено
из выражения
.
(12)
Теперь воспользовавшись
соотношением (10) найдем
,
подставив это значение в (12) найдем
значение сопротивления
.
Далее из выражения (11) может быть найдено
значение другого сопротивления делителя
напряжения
.
Расчет коэффициента нестабильности работы каскада
Для нормальной работы каскада коэффициент нестабильности каскада не должен превышать нескольких единиц. Его величина рассчитывается по формуле
,
(13)
где - возможный наибольший коэффициент усиления по току выбранного типа транзистора.
2.6.6 Расчет емкости разделительного конденсатора
Емкость разделительного
конденсатора
может быть определена из выражения
.
(14)
Расчет емкости конденсатора в цепи эмиттера
Емкость конденсатора в цепи эмиттера определяется по формуле
.
(15)
2.6.8 Расчет коэффициента усиления каскада по напряжению
Расчетный коэффициент усиления каскада по напряжению определяется по формуле
,
(16)
где
- амплитудные значения входного и
выходного напряжений каскада
соответственно.