
- •1 Розрахунок каскаду зі спільним емітером у діапазоні звукових частот
- •1.1 Визначення коефіцієнта підсилення за напругою:
- •1.2 Вибір напруги живлення.
- •1.3 Вибір потенціалу спокою колектора
- •1.4 Визначення режиму транзистора з постійного струму
- •Ik0 (2…3) Uвих. M*2fвCн (1.12)
- •Ik0 (10…20) Iкбо (1.13)
- •Iкср доп (1,2…1,5) Iк0 (1.18)
- •Iкmax (2,2…3) Iк0 (1.19)
- •1.6 Розрахунок опору резистора емітерної стабілізації Re
- •1.7 Розрахунок опору колекторного навантаження
- •1.8 Розрахунок кола зміщення
- •1.9 Розрахунок параметрів кола зворотного зв’язку
- •1.10 Визначення вхідного опору підсилювального каскаду
- •1.11 Розрахунок амплітудно-частотних лінійних спотворень
- •1.12 Розрахунок підсумкових параметрів каскаду
- •1.13 Розрахунок нестабільності колекторного струму
- •2 Розрахунок каскаду з паралельним від’ємним зворотним зв’язком по напрузі
- •2.1 Визначення коефіціента підсилення за напругою
- •2.2 Вибір напруги живлення
- •2.7 Розрахунок резистора зворотного зв’язку Rзз
- •2.8 Розрахунок параметрів каскаду
- •2.9 Лінійні спотворення каскаду в діапазоні високих частот
- •2.10 Розрахунок нестабільності колекторного струму
- •3 Розрахунок емітерного повторювача в діапазоні звукових частот
- •3.1 Вибір резистора емітерного навантаження
- •3.2 Визначення режиму роботи транзистора з постійного струму
- •3.3 Вибір транзистора
- •3.4 Розрахунок кола зміщення
- •3.5 Розрахунок вхідного опору каскада Rвх ск
- •3.10 Розрахунок елементів, що визначають спотворення в діапазоні низьких частот
- •4 Багатокаскадні попередні підсилювачі
- •4.1 Визначення коефіцієнта підсилення за напругою
- •4.2 Вибір режиму роботи транзисторів
- •4.3 Розрахунок струму спокою транзистора vt2
- •Vkvt2 eж / 2 (4.5)
- •4.4 Визначення струму спокою транзистора vt1
- •4.5 Розрахунок опору резисторів Rк1, Rк2
- •4.6 Визначення параметрів режиму з постійного струму транзистора vt1
- •4.7 Розрахунок подільника в базовому колі транзистора vt1
- •4.8 Розрахунок кола зворотного зв’язку
- •4.9 Розрахунок підсумкових характеристик підсилювача
- •4.10 Розрахунок лінійних спотворень
- •Додаток а
Iкср доп (1,2…1,5) Iк0 (1.18)
Iкmax (2,2…3) Iк0 (1.19)
Pk доп Iк0* Uке0 (1.20)
Крім того, транзистори необхідно вибирати за частотними властивостями, для чого необхідно виконання умови:
1 / M2Bi – 1 / fв s + (1…3) Ku*k (1.21)
де MBi – рівень лінійних спотворень каскаду, що розраховується на верхній робочій частоті fв; Ku – коефіцієнт підсилення за напругою; k – стала часу кола колектора; s – стала часу за крутизною. Значення k і s розраховуються відповідно:
k = rб'Ck (1.22)
де rб' - розподілений опір бази, Ck – ємність кола колектора (довідкові значення),
s = 1/ 2fs (1.23)
s = fтre / r’б = fт / (r’бS0) (1.24)
де fs – межова частота транзистора за крутизною, fт – частота одиничного підсилення, re – динамічний опір емітеру транзистора, S0 – крутизна транзистора.
Якщо в довіднику відсутнє значення fт, то його можна розрахувати так:
fт = fвим|| (1.25)
де || _значення модулю коефіцієнта передачи струму бази на частоті вимірювання fвим (довідкове значення).
Динамічний опір емітера і крутизна S0 визначаються режимом роботи, а саме постійною складовою струму колектора
re т / Iк0 =1 /S0 (1.26)
де т = 25.3мВ – тепловий потенціал за температурою +25 С.
1.6 Розрахунок опору резистора емітерної стабілізації Re
Вибравши струм спокою згідно п. 1.4 можна розрахувати значення опору резистора Re. Напругу URе на практиці вибирають у межах (0,1…0,2) Eж. Тому
Re = (0,1…0,2) Eж / Iе0 = (0,1…0,2) Eж / (Iк0 + Iб0) (1.27)
1.7 Розрахунок опору колекторного навантаження
Зі схеми рис. 1.1 випливає, що:
Rk = (Eж - Vk) / Iк0 (1.28)
Якщо потенціал спокою Vk, згідно рекомендацій п. 1.3, дорівнює Vk = Eж / 2, то
Rk = Eж / (2*Iк0) (1.29)
В іншому випадку (тобто Vk Eж / 2):
Rk = (Eж – Uке0 – URе) / Ik0 (1.30)
де Uке0, URе – вибрані згідно рекомендацій п. 1.3.
1.8 Розрахунок кола зміщення
Для поліпшення температурної стабільності зміщення виби-раємо струм подільника Iд набагато більшим за постійну складову струму бази:
Iд = (5…10) Iб0 (1.31)
Тепер можна розрахувати Rб2 і Rб1:
Rб2 = (URе + Uбе0) / Iд (1.32)
Rб1 = (Eж – URе – Uбе0) / (Iд + Iб0) (1.33)
За розрахунком Rб1, Rб2 необхідно мати на увазі, що чим більше значення Iд, тим краще температурна стабільність каскаду. Але номинали Rб1, Rб2 за цього зменшуються і результуючий опір Rб = R1 || R2 значно шунтує вхід. Тому слід перевіряти, щоб якнайменше Rб (2…3) Rвх.
1.9 Розрахунок параметрів кола зворотного зв’язку
Як відомо, коефіцієнт підсилення за напругою каскаду зі спільним емітером, охопленого послідовним зворотним зв’язком по струму, дорівнює [1,3]:
Kuзз = S0RH~ / (1 + S0RЗЗ~) (1.34)
де RH~ - еквівалентний опір навантаження за змінною складовою, RЗЗ~ - еквівалентний опір зворотного зв’язку. Для схеми рис. 1.1 значення RН~, RЗЗ~ розраховуються відповідно:
RH~ = RH||Rк||rke = RHRкrke / (RHrкe + RHRк + Rкrкe) (1.35)
де rкe – динамічний вихідний опір транзистора,
Rзз~ = Rе||Rзз = RеRзз / (Rе + Rзз) (1.36)
Необхідно зазначити, що (1.36) справедливо за коректним вибором ємності Се (дивись пп.1.11.2 )
Динамічний вихідний опір rke для будь-якого струму колектора з високою точністью можливо розрахувати так
rкe = (UY + Uкe0) / Iк0 (1.37)
де UY – потенціал Ерлі, який можна визначити за вихідними ВАХ транзистора (рис. 1.2).
Рисунок 1.2 - Визначення потенціалу Ерлі
Тепер, якщо врахувати (1.26), то формулу (1.34) можна представити у вигляді:
KUзз = – (Rк||Rн|| rкe) / (re + RE||Rзз), (1.38)
звідки розраховуємо значення опору Rзз:
Rзз = RE*Rзз~ / (RE – Rзз~), (1.39)
де Rзз~ = ( RE||Rзз) знаходиться з (1.34)
Rзз~ = [Rк||Rн||rкe / KUзз – re], (1.40)
а KUзз визначено в пункті 1.1.