3 Расчет предоконечного каскада

В пункте 2 схема была построена с сопротивлениями R₁ и R₂ (без транзистора VT0). Коэффициент усиления по напряжению в этом случае получился немного меньшим 1 (K_U=0,96). Это плохо. Для того, чтобы обеспечить коэффициент усиления по напряжению больше 1 (K_U>1), можно вместо сопротивления R₂ подключить транзисторный каскад по схеме с общим эмиттером на транзисторе VT0 (рис. 3.1). Этот каскад должен работать в режиме А. Падение напряжения на эмиттерном резисторе R_э должно быть равным десятой части напряжения питания, т.е. U_Rэ=0,1E_п=1,8В.

Рисунок 3.1  Уточнённый бестрансформаторный выходной каскад

Выбирается транзистор VT0 КТ3102А со следующими параметрами:

Мощностные показатели при наибольшей температуре окружающей среды (см. формулу 2.7):

Поскольку , то выбранный транзистор подходит.

Определяются следующие токи:

Для построения линии нагрузки по переменному току транзистора VT0 выбираются следующие координаты точек A и В:

,

где

.

Переносятся точки A и В на входные характеристики транзистора VT0 (рис.3.2), используя формулу .

A

B

Рисунок 3.2  Входные характеристики транзистора VT0

По графику (рис.3.2) определяются следующие параметры:

Нахождение сопротивления R_э и C_э:

(3.1)

Мощность, выделяемая на резисторе R_э:

(3.2)

Определение сопротивлений R’ и R”:

(3.3)

(3.4)

Мощность, выделяемая на резисторах R^’ и R^”:

(3.5)

Напряжение база-эмиттер:

(3.6)

Здесь

Из уравнения (3.6) определяется r_б:

(3.7)

Входное сопротивление каскада:

(3.8)

Входное сопротивление каскада:

(3.9)

Коэффициент усиления по напряжению предоконечного каскада:

(3.10)

4. Расчет промежуточного каскада

Каскад на транзисторе VT (рис.4.1) является предварительным каскадом усиления (промежуточным). Этот каскад также как и предоконечный каскад включён по схеме с общим эмиттером.

В

+36В

R_ф

С_ф

R₁

R_k

А

VT

С₁

R₂

R_э

С_э

Рисунок 4.1  Схема промежуточного каскада

Выбирается транзистор VT КТ3102Г со следующими параметрами:

Принимается при Тогда

Допускается, что напряжение в точке В U_B=30В. Тогда напряжение в точке А будет .

Сопротивление резисторов R₁ и R₂ делителя:

(4.1)

Мощность, выделяемая на резисторах R₁ и R₂:

(4.2)

Сопротивление R₄:

(4.3)

Мощность, выделяемая на резисторе R₄:

(4.4)

Сопротивление R_э:

(4.5)

где U_Rэ=U_B/10=3В.

Мощность, выделяемая на резисторе R_э:

(4.6)

Напряжение база-эмиттер:

(4.7)

Здесь

Из уравнения (3.6) определяется r_б:

(4.8)

Входное сопротивление каскада:

(4.9)

Сопротивление R_k:

(4.10)

Мощность, выделяемая на резисторе R_к:

(4.11)

Выходное сопротивление каскада (учитывая, что r_k>>R_k):

(4.12)

Определение амплитудных токов на базе и коллекторе:

(4.13)

(4.14)

Тогда

(4.15)

(4.16)

Коэффициент усиления по напряжению промежуточного каскада:

(4.17)

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

(4.18)