1.3 Вибір потенціалу спокою колектора

Оскільки розглядаємо підсилювач, який працює в режимі малих сигналів, то для забезпечення мінімальних нелінійних спотворень необхідно забезпечити режим роботи класу А. Тобто напруга U_ke для будь якого часу має бути більшою за напругу насичення U_{ke нас} (довідкове значення, або визначається з вольт-амперної характеристики (BAX) транзистора).

Тому, якщо потребно мати вихідну напругу U_{вих m}, потенціал колектору вибирається за таких умов:

V_k  U_{кe нас} +U_RE + U_{вих. m} (1.7)

де U_Rе – напруга на резисторі емітерної стабілізації, якщо вона використовується в каскаді, U_{вих. m} – відоме з ТЗ значення вихідної напруги, яке необхідно забезпечити на навантаженні R_н.

За початковою оцінкою V_k можливо припустити, що U_{кe нас}  0,5…1В, U_RE  (0,1…0,2) Е_ж.

Далі, оцінивши з (1.7) мінімальне значення V_k вибирають його з деяким запасом (1…2В), а для забезпечення максимального динамічного діапазону вихідної напруги, рекомендується вибирати потенціал колектора у режимі спокою V_k = E_ж / 2.

1.4 Визначення режиму транзистора з постійного струму

1.4.1 Визначення напруги колектор-емітер U_ке0 у робочій точці.

Для однотактних каскадів широкосмугових підсилювачів (ШСП) та підсилювачів низьких частот (ПНЧ) величина постійної напруги між колектором і емітером дорівнює

U_{ке о}  (1,5…3) U_{вих. m} (1.8)

Звичайно U_{ке о} для каскадів, не працюючих у режимі насичення, більше ніж 3В, тому якщо розраховане за (1.8) значення U_кеo  3В то приймають U_кео  3…5В. (до речі U_кео =5В – типовий режим за довідниками U_{ке дов} для більшості транзисторів малої і середньої потужності).

Досить часто вибирають

U_кео  U_{ке дов}  (0,4…0,5) E_ж (1.9)

U_Rе  (0,1…0,2) E_ж (1.10)

Необхідно мати на увазі, що підвищення значень U_{ке о} та U_Rе для заданого E_ж призведе до зменшення напруги U_RK на опорі в колі колектора

U_Rк = E_ж – U_ке0 – U_RE,

а це у свою чергу, зменшить коефіцієнт підсилення за напругою [1].

1.4.2 Визначення постійного струму в робочій точці

Досить часто для транзисторів, що працюють у попередніх каскадах (малопотужних) вибирають типовий режим роботи, який рекомендується довідниками. Типові значення струму спокою I_K0 для транзисторів малої потужності лежать у межах 0,5…5мA.

Крім того, струм спокою повинен задовільняти таким умовам:

I_K0  1,5 U_{вих. m} / R_н~ (1.11)

Ik0  (2…3) Uвих. M*2fвCн (1.12)

Ik0  (10…20) Iкбо (1.13)

де f_в – верхня робоча частота каскаду, R_н~, C_н – відповідно еквівалентні опір та ємність навантаження, I_кбо – зворотний струм переходу колектор-база.

Також не рекомендується брати I_K0  100…200мкА оскількі за таких значень зменшується коефіцієнт передачі струму бази h_21e [2].

1.4.3 Визначення режиму вхідного кола з постійного струму

Визначаємо постійну складову струму бази:

I_бо=I_ко / h_21e, (1.14)

д е h_21e – коефіцієнт передачі струму бази в схемі зі СЕ. У довідниках часто значення h_21e наводиться у межах h_{21e min} … h_{21e max}. Тому за розрахункове значення приймається середнє геометричне

h _21e= h_{21e min *}h_{21e max} (1.15)

Далі з вхідної характеристики визначаємо відповідне значення U_{бе о}. Можливо також значення I_бо, U_{бе о} визначити користуючись тільки BAX, по відомих значеннях I_ко, U_{ке о}.

1.5 Вибір транзистору

Транзистор необхідно вибирати за сукупністю параметрів, які наводяться у довідниках у якості граничних або припустимих :

- напруги між колектором та емітером U_{кe доп},

- середньому (постійному) струму колектора I_кср,

- максимальному струму I_кmax,

- потужності розсіювання на колекторі P_{к доп} ,

- двома сталими часу – кола колектору _к і крутизни _s.

Необхідно, щоб виконувалися такі умови:

U_{кe доп}  (2,2…3) U_ке0 (1.16)

U_{кe доп}  (1,1…1,3) E_ж (1.17)