2 Расчет транзисторного усилителя по схеме с общим эмиттером
2.1 Определение типа транзистора
Выбор транзистора проводим по следующей последовательности:
а). Определяем
значение сопротивления
.
Задаемся начальным
значением
,
которое обычно принимают для повышения
коэффициента усиления большим, чем
в
раз.
=4* =4*400= 1600 Ом
б). Определяем
значение сопротивления
.
Для обеспечения
термостабилизации режима покоя
транзистора значение сопротивления
должно быть как можно больше. Но его
увеличение приводит к уменьшению падения
напряжения на сопротивлении
,
а следовательно к уменьшению коэффициента
усиления транзисторного усилителя.
Поэтому принято выбирать значение
в пределах
.
=0,2* = 0,2 * 1600=320≈330 Ом.
в). Определение предельных параметров транзистора.
Определяем предельно-допустимый ток.
=2*(3,5/400)=2*0,00875=0,0175
А
где
–
наибольшая возможная амплитуда тока
нагрузки;
наибольший допустимый ток коллектора,
приводится в справочниках,
- амплитуда выходного напряжения.
Определяем предельно-допустимое напряжение коллектор-эмиттер.
Выбор предельно-допустимого напряжения коллектор-эмиттер производится по напряжению питания усилителя.
.
где
– наибольшее допустимое напряжение
между коллектором и эмиттером приводится
в справочниках.
Но поскольку напряжение питания нам предстоит еще определить, то воспользуемся приближенной формулой его расчета:
=1+3,5+1,2*0,00875*1600=21,3
В,
=1,2*21,3=25,56 В.
г). Выбор транзистора.
По [1, 3] выбираем удовлетворяющим значениям Iк доп и тип транзистора. Данным условиям подходит транзистор КТ375А. Параметры данного транзистора приведены в приложении
2.2 Определение параметров режима покоя транзистора и напряжения питания
Приняв сопротивление конденсатора равным нулю, то можно использовать для расчета тока эквивалентную схему замещения рисунок 3.
Определяем амплитуду тока коллектора транзистора:
║
,
где
║
=1600*400/2000=320
Ом.
Iкm=3,5/320=0,011 А
Выбираем
,
где
должно превышать область нелинейных
искажений в режиме отсечки (на рисунке
2,б - начальный нелинейный участок на
входной характеристике
).
Iкп=0,011+0,006=0,017 А
Напряжение покоя определяем неравенства
,
где напряжение на коллекторе, соответствующее области нелинейных начальных участков выходных характеристик транзистора.
Uкэп=3,5+2,5=6 В
Определяем
напряжение питания
.
По второму закону Кирхгофа для основной цепи транзисторного усилителя (рисунок 1) для режима покоя составим уравнение:
,
где
- падение напряжения на сопротивлении
в режиме покоя,
- падение напряжения
на сопротивлении
в режиме покоя,
- падение напряжения
на электродах транзистора коллектор –
эмиттер в режиме покоя.
Падение напряжения на сопротивлениях и определяются из уравнений:
,
.
Ток эмиттера в режиме покоя равен:
.
Поскольку ток базы
в десятки раз меньше
,
то для упрощения расчетов примем
.
Тогда уравнение для определения напряжения источника питания примет вид:
=6+0,017*(1600+330)=38,81
В.