4. Выбор типа входного каскада

Выбор типа входного каскада производится исходя из условия:

где - входное сопротивление входного каскада;

- выходное сопротивление источника сигнала.

Определим входное сопротивление каскада собранного на транзисторе КТ3102А включенного по схеме с общим эмиттером.

Задаемся режимом работы по постоянному току . Величину определим для максимального значения по графику зависимости .

Значение тока базы покоя транзистора:

=

где - минимальный коэффициент тока базы.

По входной характеристике для по значению определим . =0,63 (В)

Вычисляем :

=

Определяем входное сопротивление транзистора:

=

Задаемся потенциалами эмиттера и коллектора:

Задаемся током делителя:

=

Значение сопротивлений делителя:

Входное сопротивление входного каскада:

Проверяем выполнение условия .

Условие не выполняется переходим к расчету входного каскада для транзистора включенного по схеме с общим коллектором.

Для полученных значений (схема общий эмиттер) определяем входное сопротивление транзистора:

= +225)(101)=24351(Ом)

Входное сопротивление входного каскада:

Проверяем выполнение условия .

4894>20000

Условие не выполняется, входной каскад строится на полевом транзисторе.

5. Расчет каскада предварительного усиления

Рис. 5.1. Схема каскада предварительного усиления

Выбираем транзистор КТ315А со следующими параметрами:

I_кmax = 100мА;

U_кэmax = 20В;

U_бэmax = 5В;

P_кmax = 150мВт;

h_21эmin = 20.

Ток покоя эммитера находим по графику зависимости h_21э = f(I_э) из справочника [11]:

I_0э = 10мА.

Напряжение питания каскада берем равным E_п = 15

Ток покоя базы:

Постоянная составляющая тока делителя:

Сопротивление эммитерной цепи:

Входное cопротивление транзистора в схеме с общим эммитером:

где

сопротивление базового слоя;

где U_бэ = 0,66В находим по входным характеристикам при I_0б = 0,5мА и U_кэ = = 5В из справочника [11].

Тогда:

Напряжение в средней точке базового делителя в режиме покоя:

Сопротивление резисторов R₁ и R₂ делителя:

Сопротивление коллекторной цепи:

Входное сопротивление каскада:

Выходное сопротивление каскада (учитывая, что r_к>>R_к):

Амплитуды токов базы и коллектора:

Амплитудные значения напряжений на базе и коллекторе:

Коэффициент усиления по напряжению каскада:

Учитывая коэффициент запаса ( ), можно окончательно записать коэффициент усиления по напряжению для промежуточного каскада:

6. Расчет входного каскада

Рисунок 6.1 – Усилительный каскад общий исток.

Выбираем транзистор КП303В со следующими параметрами:

I_{с max} = 20мА;

U_{си max} = 50В;

U_бэmax = 5В;

P_max = 200мВт;

I_ут = 1нА

S=2 мА/В

Напряжение питания каскада берем равным E_к = E_п -1= 15-1  14(В) из-за дополнительного падения напряжения на низкочастотном развязывающем фильтре.

Резистор R_ф и конденсатор С_ф служат для устранения положительной обратной связи, возникающей вследствие конечного внутреннего сопротивления источника питания усилителя. Внутреннее сопротивление источника питания приблизительно равно 0,01Ом. На шине E_п возникает пульсация напряжения, вызываемая током выходного транзистора усилителя. Протекает большой ток. Если не принять дополнительных мер, то эти пульсации напряжения будут передаваться на вход транзистора VT в этом случае может образоваться положительная обратная связь, которая приведёт к самовозбуждению (генерации колебаний) усилителя. Для предотвращения этого отрицательного эффекта и применяется низкочастотный фильтр.

Определим сопротивление :

Коэффициент усиления по напряжению входного каскада:

25,3