4. Определение низкочастотных и высокочастотных параметров транзистора:

В качестве высокочастотных параметров транзистора, для расчета импульсных усилителей используют три параметра: емкость коллекторного перехода , объемное сопротивление базы и постоянная времени транзистора .

Величина коллекторной ёмкости приводится в справочниках, однако она существенно зависит от напряжения, приложенного к коллекторному переходу. Для пересчета емкости коллекторного перехода к нужному значению напряжения на коллекторе, воспользуемся формулой:

(1.4.2)

где

Величина объемного сопротивления базы приводится в справочнике. Его величина практически не зависит от режима работы транзистора и поэтому не нуждается в пересчётах.

Постоянную времени транзистора для заданной рабочей точки можно рассчитать из следующего соотношения:

(1.4.3)

где =1.2...1.6 – параметр, зависящий от типа и технологии производства транзистора

5. Расчет параметров каскада по переменному току.

Найдём эквивалентное сопротивление каскада:

Рассчитаем коэффициент усиления каскада:

(1.5.1)

Т.к. был получен слишком большой коэффициент усиления(больше 30), введем в каскад активную отрицательную обратную связь по току. Зададимся необходимым коэффициентом усиления и найдём величину сопротивления резистора эмиттерной цепи.

Пусть :

- необходимое эквивалентное сопротивление.

Найдём необходимое сопротивление обратной связи:

(1.5.2)

Дополнительное сопротивление с ОС

Рассчитаем время установление каскада с ОС:

(1.5.3)

Эквивалентная постоянная времени:

(1.5.4)

где

Получаем:

Время установления выходного каскада:

Наконец, определим входное сопротивление и входную емкость каскада:

(1.5.5)

(1.5.6)

На этом расчет выходного каскада закончен, выпишем его параметры:

Табл. 1.5.1 Параметры выходного каскада

	36
	1000
	1200
	5.1
	10
	2.4
	251.973
	987.1
	30
нс	14,12

Рис 1.5.1 Принципиальная схема выходного каскада на биполярном транзисторе 2N3903

2. Расчет каскадов предварительного усиления

2.1 Выбор транзистора

Порядок расчета последующих каскадов аналогичен порядку расчета выходного каскада. Определим амплитуду импульса напряжения на нагрузке для каскадов предварительного усиления:

1. Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер ( , ):

2) По максимально допустимому коллекторному току :

Пусть

2. По граничной частоте транзистора:

где t_y – заданное время установления усилителя.

Для транзисторов предварительного усиления выберем такой же транзистор, что и в выходном каскаде - 2N5088 n-p-n структуры. Перечень его основных параметров приведен в таблице 2.1.1.

Таблица 2.1.1. Основные параметры транзистора 2N3903

Параметр	Величина
fт , МГц		150
Iк мах , А	0.05
Iк имп	0.1
Uкэ мах , В	30
rb ,Ом	30
Pkmax, Вт	0.625
Ск , пФ	4, при Uкэ=5В
Ikbo, мкА	1

h21min		300
h21max	900
g11, мСм	0.7
g21, A/B	0.3
g22, мСм	0.09
Rпк ,C/Bт	83.3
Rкс, С/Вт	120
|h21Э|	1.7
Tп max, °С	150

Расчет режима работы транзистора по постоянному току:

Необходимо выбрать рабочую точку на семействе выходных статических характеристик транзистора.

Значение параметра рассчитывается как среднее геометрическое:

Выберем значения тока коллектора в рабочей точке:

Напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке определяется, как:

Рассчитаем среднюю мощность рассеиваемую транзистором:

где – скважность импульсов.

Рассчитаем максимальную температуру перехода транзистора:

Расчет параметров задания и стабилизации режима работы транзистора второго предвыходного каскада:

Рассчитаем полное сопротивление нагрузки каскада по переменному току:

Сопротивление коллекторной нагрузки:

Определим напряжение питания каскада, которое складывается из падения напряжения на коллекторной нагрузке, падения напряжения на сопротивлении обратной связи и напряжению коллектор-эмиттер в рабочей точке:

где - коэффициент, определяющий падение напряжения на сопротивлении обратной связи ( ).

Округлим полученное значение до стандартного 9 В.

Зададимся током делителя - , исходя из условия:

_{Iд1=1*10-3 А}

Найдем ток базы в рабочей точке:

По семейству выходных ВАХ транзистора определим

По известному току делителя и напряжению база-эмиттер в рабочей точке найдём сопротивления резисторов делителя, обеспечивающих это напряжение:

По рассчитанным параметрам элементов стабилизации режима работы транзистора, рассчитаем величину относительной нестабильности тока коллектора:

где - абсолютное изменение тока коллектора при изменении температуры кристалла; - абсолютное изменение напряжения база-эмиттер при изменении температуры перехода на величину ; - абсолютное изменение обратного тока коллекторного перехода при изменении температуры; , - коэффициенты, учитывающие работу схемы эмиттерной стабилизации тока коллектора транзистора; - общее сопротивление в цепи базы.

Минимальную температуру перехода определим как:

Изменение температуры перехода:

_{Общее сопротивление в цепи базы:}

Коэффициенты, учитывающие работу схемы эмиттерной стабилизации тока коллектора транзистора:

_{Абсолютное изменение напряжения база-эмиттер при изменении темпер}атуры перехода на величину _:

Абсолютное изменение обратного тока коллекторного перехода при изменении температуры (для определения воспользуемся типовыми нормированными зависимостями обратного тока коллекторного перехода от температуры):

Относительная нестабильность тока коллектора:

Относительная нестабильность тока коллектора не превышает 0.25, следовательно, дополнительных мер для стабилизации применять не требуется.

Определение низкочастотных и высокочастотных параметров транзистора:

Для определения g-параметров транзистора в заданной точке, пересчитаем их к нужному положению рабочей точки, воспользовавшись справочными значениями:

Пересчитаем g-параметры транзистора в рабочей точке:

– получаем по графику.

В качестве высокочастотных параметров транзистора, для расчета импульсных усилителей используют три параметра: емкость коллекторного перехода , объемное сопротивление базы и постоянная времени транзистора .

Для пересчета емкости коллекторного перехода к нужному значению напряжения на коллекторе, воспользуемся формулой:

где

Величина объемного сопротивления базы приводится в справочнике

Постоянную времени транзистора для заданной рабочей точки можно рассчитать из следующего соотношения: