Расчет схемы по постоянному току.
Независимо от типов электронных приборов, применяемых в усилителе, принцип усиления остается единым и сводится к тому, что в цепи, в состав которой входит активный электронный прибор, устанавливаются определенные постоянные токи. Этот режим работы называют режим по постоянному току. Он характеризуется постоянным падением напряжения на компонентах, входимых в состав усилительного каскада. При подаче сигнала переменного тока на управляющие электроды активного прибора ток в цепях начинает изменятся в соответствии с приложенным сигналом. Этот переменный ток создает переменное падение напряжения на компонентах.
Определить ток и падение напряжения нелинейной цепи можно аналитическим и графоаналитическим методами. Последний широко распространен в электронике в связи с тем, что позволяет проводить расчеты с помощью экспериментально определенных характеристик электронного прибора.
При использовании графоаналитического метода строится линия нагрузки по постоянному току. Она представляет собой ВАХ той части обобщенной цепи, в состав которой не входит нелинейный, управляемый внешним сигналом активный прибор.
Для нашей схемы уравнение линии нагрузки представляет функцию Ik=f(Uкэ).
В соответствии со схемой и первым законом Кирхгофа получаем уравнение
IR=IK+IRH.
После преобразования получаем уравнение линии нагрузки:
Построим линию нагрузки при:
Uкэ=0,
Ik=0,
Нанесем эти точки на семейство выходных ВАХ транзистора (рис 2).
Напряжение рабочей точки примем UкэА=3,65 В.
Ток рабочей точки равен IкА=0,51 mA.
По этим графикам мы определили:
амплитуду входного тока Iбm= mA
амплитуду выходного тока Ikm= mA
амплитуду входного напряжения Uбэm= В
амплитуду выходного напряжения Uкэm= В
Идентификация моделей компонентов.
Идентификация моделей компонентов проходит на представлении модели транзистора, как четырехполюсника. Наиболее употребляемые для биполярных транзисторов h – параметры. Схема биполярного транзистора как четырехполюсика представлена на рис. 3
I1
I2
h11
h12
U1 U2
h21 h22
Рис.3
Составим для этой схемы уравнения:
В этих уравнениях
при U2=0, т.е. при
коротком замыкании на выходе.
h11 – входное сопротивление транзистора, как четырехполюсника.
при I1=0,
при холостом ходе на входе.
h12 – коэффициент внутренней обратной связи по напряжению.
при U2=0
, при коротком замыкании на выходе.
h21 – коэффициент усиления тока транзистора как четырехполюсника.
при I1=0,
при холостом ходе на входе.
h22 – выходная проводимость транзистора как четырехполюсника.
Для схемы с ОЭ:
Параметр
при Uкэ=0
определяем на входных характеристиках.
h11=3,3 [кОм]
h12=Uвх/Uвых=0,003
h21= ΔIк/ΔIб=55,6
h22=ΔIк/ΔUкэ=0,132 [1/кОм]