2. В ыбор режима работы транзисторов в каскадах предварительного усиления.

Все предварительные каскады включены по схеме общий эмиттер с эмиттерной стабилизацией рабочей точки транзистора. Необходимо выбрать рабочую точку (А) на семействе выходных статических характеристик транзистора. Для того чтобы выбрать режим работы по постоянному току, необходимо выбрать ток коллектора ( ) и напряжение ( ) в рабочей точке. Положение рабочей точки транзистора в предварительных каскадах должно быть выбрано так, чтобы транзистор мог работать и на запирание, и на открывание, не заходя в область отсечки и насыщения. К тому же необходимо учесть, что ток коллектора в рабочей точке предварительных каскадов должен быть меньше тока коллектора в рабочей точке выходного каскада и больше величины импульса тока коллектора :

Исходя из того, что это условие не выполняется, я и выбрал транзистор BD157 структуры n–p-n, для которого ток в рабочей точке не должен превышать ток покоя в выходном каскаде, т.е. рабочая точка (А) будет лежать внизу на выходной характеристики: . Такой выбор объясняется тем, что выбранный транзистор является типа n-p-n.

Поэтому выбираем координату рабочей точки по оси тока коллектора равную , а по оси напряжения коллектор–эмиттер равную

,

где – минимальное напряжение на транзисторе, при котором он гарантированно не входит в область насыщения.

Определим мощность, рассеиваемую транзистором в рабочей точке, она не должна превышать десятых долей ватта:

.

Это условие выполняется, следовательно режим работы по постоянному току выбран правильно.

Зная координаты рабочей точки (А), величину импульса тока коллектора и амплитуду импульса напряжения на выходе последнего предварительного каскада , определим режим работы по переменному току, построив рабочий отрезок нагрузочной прямой АБ на выходных статистических ВАХ транзистора, по которому перемешается рабочая точка в процессе усиления сигнала (рис.4.2.1.).

Рис. 4.2.1. Выбор рабочего отрезка нагрузочной прямой транзистора в предварительных каскадах импульсного усилителя.

После определения рабочего отрезка нагрузочной прямой убедимся, что на всем его протяжении мгновенная мощность транзистора не превышает максимально допустимой , т.е. нагрузочная прямая должна лежать ниже гиперболы, соответствующей мощности . Эти условия выполняются, следовательно проверим тепловой режим транзистора. Для этого определим максимальную температуру перехода транзистора:

,

где – средняя мощность, рассеиваемая транзистором, которую можно рассчитать:

,

где –скважность импульсов, тогда средняя мощность равна:

Подставляя значение находим максимальную температуру перехода транзистора:

.

Полученное значение максимальной температуры перехода не превышает максимально допустимой для выбранного транзистора: ( ).

На этом выбор режима работы транзисторов в каскадах предварительного усиления по постоянному и переменному току закончен.

3. О пределение параметров транзистора в рабочей точке.

Длянахождения низкочастотных и высокочастотных параметров в рабочей точке воспользуемся справочными значениями, взятые из табл.3:

Зная значения тока коллектора в рабочей точке, рассчитаем низкочастотные g – параметры, для которых выполняется условие (малой величиной обратной проводимости передачи обычно пренебрегают и принимают ):

Проверим правильность нахождения g – параметров:

По уже известным g–параметрам и координате рабочей точки, определим высокочастотные параметры: емкость коллекторного перехода , объемное сопротивление базы и постоянную времени транзистора .

Величину емкости коллекторного перехода при напряжении на коллекторе в рабочей точке рассчитаем, воспользовавшись следующей формулой:

где – справочное значение емкости, измеренное при напряжении (см. табл. 3):

Объемное или распределенное сопротивление базы приведено в табл. 2:

Постоянную времени транзистора в рабочей точке рассчитаем по следующей формуле:

где – крутизна транзистора (проводимость прямой передачи) в средней точки; – граничная частота транзистора; – параметр, зависящий от типа и технологии производства транзистора. Для нашего транзистора выберем , подставив все значения в формулу получим: