1. Расчет выходного каскада

1. Выбор транзистора:

Выбор типа биполярного транзистора для выходного каскада осуществляется по трем основным параметрам:

1. По граничной частоте транзистора.

где t_y – заданное время установления усилителя.

2) По максимально допустимому коллекторному току :

(1.1.2)

где =1.2..1.8 – коэффициент запаса, - величина импульса тока коллектора:

(1.1.3)

где = 1.5..2 – коэффициент, учитывающий наличие в каскаде нагрузки, - импульс тока в нагрузке. При работе каскада на активную нагрузку, амплитуду импульса тока можно оценить по формуле:

(1.1.4)

Определяем величину импульса тока коллектора:

Максимально допустимый ток коллектора:

3) По максимальному допустимому напряжению между коллектором и эмиттером. Для этого удобно воспользоваться следующим соотношением:

(1.1.1)

где =1.2..1.4 – коэффициент запаса ( ), - амплитуда импульса напряжения на нагрузке, - минимальное напряжение коллектор-эмиттер, его значение ограничивается напряжением насыщения транзистора. можно принять равной 2...5 В для низковольтных транзисторов ( ) и 5...15 В для высоковольтных транзисторов (Взято значение ).

Этим требованиям отвечает транзистор 2N3903 n-p-n структуры. Перечень его основных параметров приведен в таблице 1.1.1.

Таблица 1.1.1. Основные параметры транзистора 2N3903

Параметр	Величина
fт , МГц		250
Iк мах , А	0.2
Iк имп	0.4
Uкэ мах , В	40
rb ,Ом	60
Pkmax, Вт	1.2
Ск , пФ	4, при Uкэ=5В
Ikbo, мкА	1

h21min		50
h21max	150
g11, мСм	19
g21, A/B	0.5
g22, мСм	0.22
Rпк ,C/Bт	83.3
Rкс, С/Вт	120
|h21Э|	1.4
Tп max, °С	150

2. Расчет режима работы транзистора по постоянному току:

Выбор режима работы транзистора в усилительном каскаде зависит от множества факторов, в частности, от вида и величины усиливаемого сигнала, характера нагрузки, требований к коэффициенту полезного действия усилителя и т.д. В усилителях однополярных импульсных сигналов определяющим фактором при выборе режима работы транзистора, как правило, становится обеспечение заданной амплитуды напряжения на нагрузке при малом времени установления и приемлемых энергетических показателях каскада. Определение режима работы транзистора сводится к определению координат отрезка нагрузочной прямой для переменного тока на выходных статических ВАХ транзистора, по которому перемещается его рабочая точка в процессе усиления сигнала. Наибольшие трудности вызывает выходной каскад, т.к. он работает с большими амплитудами импульсов тока и напряжения.

Рабочая точка определяется из условия:

h_21∙I_kбо < I_К.РТ <0.1∙ (1.2.1)

Значение параметра рассчитывается как среднее геометрическое:

Условие для рабочей точки выбранного транзистора:

Исходя из этих условий, выберем значение тока коллектора в рабочей точке:

Напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке определяется, как:

(1.2.2)

Рассчитаем среднюю мощность рассеиваемую транзистором:

(1.2.3)

где Q – скважность импульсов.

(1.2.3)

Рассчитаем максимальную температуру перехода транзистора:

(1.2.4)

Полученное значение максимальной температуры перехода не превышает максимально допустимую для выбранного транзистора.