1.4 Расчет параметров элементов схемы

1. Определяем значения сопротивлений R_к и R_э.

где I_КЗ - ток, определяемый по точке пересечения прямой АР с осью токов (точка D на рисунке 3).

Принимая R_э = (0,l0,15)·R_к, находим

R_э = R_общ - R_к = 575 – 500 =75 Ом.

2. Находим сопротивления резисторов R_l, R₂. С целью уменьшения влияния делителя напряжения R_l R₂ на входной сигнал обычно выбирают

где R_вх - входное сопротивление по переменному току

Значения U_вхм и I_вхм определяются по входной характери­стике (рисунок 2).

Значение сопротивления резистора R₁ можно определить из соотноше­ния

полученного из уравнения напряжений для контура цепи: общая точка – R_э -эмиттерный переход – R₂ - общая точка в предположении, что U_эб <<E_п, а . Из последнего соотношения можно находим значение сопротивления резистора R₂.

3. Определяем емкость конденсаторов С_р и С_э:

где: f_H - нижняя частота полосы пропускания, Гц;

М_н - коэффициент частотных искажений а области низких частот (при­нимаем М_н = 1,2 для упрощения).

1.5 Расчет параметров усилительного каскада на биполярном транзисторе

Используя графики входной и выходных характеристик, можно найти параметры усилительного каскада:

а) Коэффициент усиления по напряжению

б) Коэффициент усиления по току

в) Коэффициент полезного действия (КПД):

где: Р_н - мощность нагрузки максимальная (выходная);

Р_р - мощность источника, затраченная на обеспечение режима работы Мощность переменного тока нагрузки

Мощность, затрачиваемая источником питания на обеспечение режима работы определяется по координатам точки Р (см. рисунок 3)

P_р = U_кэр  I_кр = 8 ∙ 0,02=0,16 Вт.

г) Мощность генератора входного синусоидального сигнала

P_вх = 0,5 · I_бм  U_бэм = 0,5 ∙ 0,002∙1,28=1,28·10^-3 Вт.

д) Коэффициент усиления по мощности

2. Аналитический расчёт параметров усилительного каскада на полевом транзисторе

Схема усилительного каскада на полевом транзисторе с управляющими p-n-переходом и каналом р-типа показана на рисунке 4. Транзистор включён по схеме с общим истоком.

Рисунок 4 - Схема усилительного каскада на полевом транзисторе.

В расчёте используем упрощённую схему замещения транзистора, пока­занную на рисунке 5, где обозначены:

g₁₁ - входная проводимость, См;

g₁₂·U₂ - входной ток, обусловленный влиянием выходной цепи на вход­ную;

g₁₂ - проводимость передачи напряжения;

g₂₁· U₁ -выходной ток, обусловленный проводимостью передачи тока g₂₁;

g₂₂ - выходная проводимость транзистора, См.

Рисунок 5 - Упрощённая схема замещения транзистора

Схема замещения усилительного каскада показана на рисунке 6. В целях упрощения в схеме отсутствует проводимость g₁₁ и источник g₁₂·U₂ ввиду их незначительной величины.

Рисунок 6 – Упрощённая схема замещения усилительного каскада на полевом транзисторе.

Сопротивления резисторов R_з1 и R_и1 определяется из соотношений:

где: R_з1 - эквивалентное сопротивление цепи затвора;

R_н1 - эквивалентное сопротивление выходной цепи.

Коэффициент усиления по напряжению определяется по выражению

Коэффициент усиления по току

Коэффициент усиления по мощности

К_р=К_U К_i=11.82∙63.37=749.033.

Входное сопротивление каскада

R_вх=R_з1=36.46кОм.

Выходное сопротивление каскада

Ом,

где: U_xx - напряжение на выходе при разрыве цепи нагрузки (холостой ход);

I_кз - ток на выходе при коротком замыкании выводов нагрузки.