Расчет режима транзистора по постоянному и переменному токам

Амплитудное значение переменной составляющей коллекторного напряжения:

U_кm = 0,85Е_п = 0,915 = 12,75(В).

Коэффициент трансформации выходного трансформатора:

Амплитуда переменной составляющей тока коллектора:

Эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузки:

Ток покоя коллектора I_0k1 транзисторов VT1 и VT2:

Должно выполняться условие:

I_кдоп  (1,151,2)(I_0к+I_кm),

где (1,151,2) – коэффициент запаса по току.

Видим, что 3А  1,15(0,2+1,76) = 2,23А  это значит, что транзисторы выбраны правильно.

Максимальная суммарная колебательная мощность, выделяемая в эммитерной и коллекторной цепях:

где k₄ = (0,030,1) – коэффициент, задающий соотношение мощностей, выделяемых в эммитерной и коллекторной цепях.

Эквивалентное сопротивление, характеризующее суммарную нагрузку для переменных составляющих токов в коллекторной и эммитерной цепях:

Сопротивления в коллекторной и эммитерной цепях:

где – коэффициент передачи тока эммитера для выбранного транзистора.

Активное сопротивление половины первичной обмотки выходного трансформатора:

r_1п = 0,59(1-_тр)R_к = 0,59(1-0,8)6,9  0,81(Ом).

Напряжение коллектор-эммитер в режиме покоя:

U_0к = 1,1(U_кт+I_кт r_нас) = 1,1(12,75+1,060,1)  14,22(В),

где 1,1 – коэффициент запаса по напряжению.

Для надежной работы транзистора необходимо, чтобы:

U_0к  0,45U_кэдоп , то есть 14,22В  0,4540 = 18В. Значит, транзистор выбран правильно.

Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе одного транзистора при U_вх = 0,64U_вхmax:

Для определения коэффициента температурной нестабильности каскада sвк по рассчитанным значениям i0к, u0к, Iкт и Uкт строится нагрузочная ха­рактеристика по переменному току (рис. 2.2. И рис. 2.3.).

Для нахождения точки Б необходимо к напряжению U_0к добавить напряжение I_0к(r_1п+^-1R_э). Через точки A₀ и Б проводится нагрузочная характеристика по посто­янному току. В результате параллельного смещения нагрузочной ха­рактеристики по переменному току вверх по нагрузочной характерис­тике для постоянного тока определяется значение приращения тока коллектора транзистора I_кТ, которое можно допустить при его нагреве.

I_кТ  0,3А.

Допустимая нестабильность каскада, обусловленная изменением I_0к от температуры:

где I_Т = I_{к0 t} - I_{к0 25С} – приращение обратного тока коллектора;

где ₁ = 0,11град^-1 – температурный коэффициент обратного коллекторного тока для кремниевых транзисторов;

t_п = t_пmax-20 = 70-20 = 50(С) – температура перегрева коллекторного перехода.

Фактический коэффициент нестабильности каскада:

Рис. 2.2. Выходные характеристики транзистора КТ817.

где

Выходной каскад термоустойчив, если выполняется система не­равенств:

Меньшее значение может привести к низкоомным сопротив­лениям базовых цепей транзисторов и, соответственно, снижению коэф­фициента усиления каскада. Поэтому первоначально целесообразно принять среднее значение .

Рис. 2.3. Входные характеристики транзистора КТ817.

Расчет элементов цепи смещения

Путем переноса точек A₀ и A₁, с выходной характеристики на входную, снятую при |U_кэ|>0 (рис. 2.3.), определяются следую­щие параметры:

U_0б = 0,73В – напряжение на базе транзистора в режиме покоя;

U_бт = 0,07В – амплитуда переменной составлящей базового напряжения;

U_бmax = 0,8В – максимальное напряжение на базе;

I_0б = 2мА  ток покоя базы;

I_бm = 118мА – амплитуда переменной составлящей базового тока;

I_бmax = 120мА  максимальное значение тока базы.

Напряжение в средней точке базового делителя в режиме покоя (пренебрегая падением напряжения на вторичной обмотке входного трансформатора):

Постоянная составляющая тока через резистор R₂:

I_дел = (0,52,0)I_бт = 1,1511810^-3 135,7(мА).

Сопротивления R₂ и R₁ в цепи делителя: