8. Расчет параметров транзистора

Рассчитаем некоторые параметры транзистора.

(7.10)

Ток базы в рабочей точке

мА. (7.11)

Ток эмиттера равен:

мА. (7.12)

Рассчитаем сопротивление эмиттера транзистора:

Ом. (7.13)

Коэффициент «2» в знаменателе дроби учитывает зависимость r_Э от рабочей точки.

Возьмем типовыми r_КБ = 100кОм и r_Б = 100 Ом, тогда входное сопротивление транзистора:

Ом (7.14)

Крутизна в рабочей точке будет равна:

А/В. (7.15)

Выходное сопротивление транзистора:

кОм. (7.16)

9. Расчет параметров каскада

Исходя из выбора рабочей точки, рассчитаем каскад по постоянному току.

Рассчитываем значение коллекторного сопротивления

кОм. (7.17)

Выбираем номинальное значение R3 = 27 кОм.

Напряжение на эмиттере транзистора

В. (7.18)

Сопротивление в цепи эмиттера

кОм. (7.19)

Найдем сопротивления базового делителя R1 и R2. Зададимся током делителя

мА. (7.20)

Рассчитываем значения сопротивлений с учетом падения напряжения U_см = 0,7 В на эмиттерном переходе кремниевого транзистора

кОм, (7.21)

кОм. (7.22)

Выбираем номинальные значения R2 = 16 кОм, R1 = 110 кОм.

Требуемый коэффициент усиления плеча каскада с ООС

(7.23)

При идеальной симметрии плеч обратная связь через сопротивление R5 отсутствует и при достаточно большом сопротивлении R4 в цепи эмиттера коэффициент усиления на средних частотах равен

кОм. (7.24)

Для корректировки коэффициента усиления плеч каскада R4 выбираем переменным и равным 2 кОм. Общее эмиттерное сопротивление рассчитывается как

кОм. (7.25)

Выбираем номинал R5=2,4 кОм.

Входное сопротивление усилителя по переменному току:

кОм. (7.26)

10. Расчет термостабильности схемы

Изменение неуправляемого тока коллекторного перехода

мА. (7.27)

Температура вызывает смещение

. (7.28)

Изменение с температурой β

. (7.29)

Общее изменение коллекторного тока

, (7.30)

Поскольку при выборе рабочей точки мы задались ее допустимым температурным смещением 30 %, практическим условием удовлетворенной термостабильности усилителя мА. (7.31)

Можно сделать вывод, что каскад термостабилен.

11. Расчет сопротивлений и частотных свойств каскада с оос по току

Рассчитаем постоянные времени каскада в области верхних частот, считая, что нагрузка каскада состоит из активного сопротивления делителя регулировки смещения по горизонтали R_н=1 Мом и емкости пластин С_н=10 пФ.

кОм. (7.32)

Постоянная времени транзистора:

нс. (7.33)

(7.34)

Приведенная коллекторная емкость:

пФ. (7.35)

Постоянная коллекторной цепи

мкс. (7.36)

Постоянная цепи нагрузки

нс. (7.37)

Суммарная постоянная времени в области верхних частот

мкс. (7.38)

Верхняя частота каскада без ООС будет равна:

кГц. (7.39)

ООС по току увеличивает полосу пропускания:

МГц. (7.40)

Используем в каскаде разделительные емкости, значения которых находим по нижней частоте каскада. Зададимся нижней частотой каскада 100 Гц.

Для расчета емкости С_св необходимо знать выходное сопротивление предыдущего каскада. Выходное сопротивление источника сигнала R_г=200 Ом. Коэффициент низкочастотных искажений М_н распределяем равномерно между емкостями связи

. (7.31)

Значения емкостей:

мкФ, (7.42)

нФ, (7.43)

Выбираем конденсаторы с номинальным значением емкости С_св1 = 0,24 мкФ и С_св2 = 2,7 нФ на напряжение 500 В.