- •Введение.
- •З адание на проектирование.
- •Р асчет выходного каскада.
- •Выбор транзистора в выходном каскаде.
- •В ыборрежима работы выходного каскада по постоянному и переменному току.
- •Р асчет выходного каскада по постоянному и переменному току, включающий расчет элементов задания и стабилизации режима.
- •О пределение низкочастотных и высокочастотных параметров транзистора выходного каскада в средней точке.
- •Р асчет коэффициента усиления и времени установления выходного каскада по переменному току.
- •О кончательный расчет выходного каскада по переменному току с учетом введенных цепей обратной связи и коррекции.
- •О пределение входного сопротивления и входной емкости выходного каскада.
- •Р асчет предварительных каскадов.
- •Выбор транзистора для предварительных каскадов.
- •В ыбор режима работы транзисторов в каскадах предварительного усиления.
- •О пределение параметров транзистора в рабочей точке.
- •О пределение количества предварительных каскадов.
- •Р асчет первого предварительного каскада по постоянному и переменному току.
- •Расчет элементов стабилизации первого предварительного каскада.
- •Р асчет времени установления первого предварительного каскада.
- •О пределение входного сопротивления и входной емкости первого предварительного каскада.
- •Р асчет второго предварительного каскада по постоянному и переменному току.
- •Расчет элементов стабилизации второго предварительного каскада.
- •Р асчет времени установления второгопредварительного каскада.
- •О пределение входного сопротивления и входной емкости второго предварительного каскада.
- •Р асчет входного каскада.
- •Выбор транзистора для входного каскада.
- •В ыбор режима работы транзистора.
- •Р асчет элементов стабилизации, времени установления, входного сопротивления и входной емкости входного каскада.
- •Р асчет вспомогательных цепей.
- •В выходном каскаде.
- •В первом предварительномкаскаде.
- •Во втором предварительном каскаде.
- •В входном каскаде.
- •О пределение суммарных показателей рассчитываемого усилителя.
- •Р асчет мощностей рассеиваемых на резисторах, напряжений, действующие на конденсаторы, и токов, протекающие через катушки индуктивности.
- •Выходной каскад.
- •Первый и второй предварительный каскад.
- •Входной каскад.
О пределение входного сопротивления и входной емкости выходного каскада.
Найдем
входное сопротивление и входную емкость
корректированного выходного каскада
для активной нагрузки, при условии, что
Проверим данное условие:
Это
условие выполняется, следовательно
и
рассчитываются по следующим формулам:
где
– входное сопротивление стабилизации
равное общему сопротивлению в цепи
базы. Выполнив подстановку всех уже
известных значений, найдем
и
:
Причем входное сопротивление и входная емкость выходного каскада являются параметрами нагрузки, на которую будет работать предвыходной каскад.
Таким образомполучили следующие результаты:
,
.
На этом расчет выходного каскада закончен!
Р асчет предварительных каскадов.
Выбор транзистора для предварительных каскадов.
Выбор типа биполярного транзистора в каскадах предварительного усиления определяется, как и в выходном каскаде, по следующим параметрам:
По максимально допустимому напряжению коллектор-эмиттер. Для этого должно выполняться условие:
,
где
–
амплитуда импульса напряжения на выходе
последнегопредварительного каскада.
Для нашего низковольтного транзистора
выберем
и
.
.
По максимальному току коллектора транзистора ( ):
,
где
– импульс тока коллектора;
–
- амплитуда импульса тока в нагрузке
предварительного каскада. Для нашего
маломощного транзистора возьмем
коэффициент
,5
и коэффициент запаса
найдем максимальный ток коллектора
равен:
А
величина импульса тока коллектора
равна:
.
Граничная частота транзистора должна быть не ниже рассчитанной в п. 3.1.:
.
В предварительных каскадах используем транзистор BD157 структуры n-p-n. Данный транзистор имеет необходимые характеристики для работы в предварительных каскадах. Он имеет большой запас по току, напряжению, по граничной частоте, что позволит нам добиться малого времени установления при большом коэффициенте усиления, несмотря на то, что выходной каскад, который является нагрузкой, имеет ощутимую входную емкость и небольшое входное сопротивление. Этодает возможность сократить число каскадов в усилителе и этим уменьшить его стоимость и массогабаритные показатели. Особенно важна малая емкость коллектора и малый обратный ток коллекторного перехода для уменьшения входной емкости и, соответственнонагрузки на следующийпредварительный каскад.Перечень основных параметров транзистора приведен в таблице 3 (см. ниже).
Таблица 3. Основные электрические параметры транзистора BD157.
Расшифровка обозначения |
Обозначение |
Величина |
Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером |
, [MГц] |
160 |
Максимальный ток коллектора |
, [А] |
0,5 |
Максимальный импульсный ток коллектора |
, [A] |
1 |
Максимальное напряжение коллектор – эмиттер |
, [В] |
250 |
Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе |
|
20 |
Распределенное сопротивление базы |
, [Ом] |
20 |
Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте в схеме с ОЭ |
|
2 |
Емкость коллекторного перехода при напряжении |
, [ ] |
|
Входная проводимость в схеме с ОЭ на низкой частоте |
, [мСм] |
30 |
Проводимость прямой передачи в схеме с ОЭ на низкой частоте |
, [ ] |
2,8 |
Выходная проводимость в схеме с ОЭ на низкой частоте |
, [мСм] |
0,39 |
Минимальное значение статического коэффициента передачи тока базы в схеме с ОЭ |
|
30 |
Максимальное значение статического коэффициента передачи тока базы в схеме с ОЭ |
|
240 |
Обратный ток коллекторного перехода при температуре 25…60 |
, [мкА] |
100 |
Тепловое сопротивление переход – корпус |
, [ ] |
6,25 |
Тепловое сопротивление корпус – среда |
, [ ] |
90 |
Максимальная температура перехода |
, [ ] |
150 |
Значения g – параметров транзистора измерены при и
