3.1 Вибір резистора емітерного навантаження

Щоб не зменшувати коефіцієнта підсилення за напругою, опір R_E вибираємо рівним:

R_E = (10…20) R_H (3.4)

3.2 Визначення режиму роботи транзистора з постійного струму

Розраховуємо амплітуду струму емітера

I_em  I_mk = U_mвих / R_Е + U_{вих m} / R_H (3.5)

Для забезпечення режиму класа А вибираємо

I_кo  I_eo =(2…4) I_em, (3.6)

I_кo > (10…20) I_кбo

Напруга колектор-емітер у робочій точці

U_keo = E_ж – U_RЕ = E_ж – I_eo*R_Е (3.7)

Як і для попередніх прикладів напруга U_keo також не повинна бути меншою за U_kе = 3…5B

Струм бази у точці спокою

I_бo = I_еo / (h_21e + 1) (3.8)

Напругу U_бeo визначаємо з вхідних BAX за відомим значенням І_б0.

3.3 Вибір транзистора

Вибір транзистора проводиться згідно підрозділу 1.5, співвідношення /1.14/…/1.19/.

3.4 Розрахунок кола зміщення

Напруга на резисторі R_б2 визначиться як:

U_Rб2 = U_бeo + U_RE (3.9)

Для підвищення стабільності струм подільника вибираємо більшим за I_бo:

I_д = (3…5) I_бo (3.10)

Тоді

R_б2 = U_Rб2 / I_д (3.11)

Відповідно опір резистора R_б1 дорівнює

R_б1 = U_Rб1 / (I_бо + I_д) = (E_ж – U_Rб2) / (І_б0 + І_д) (3.12)

Опір подільника для змінної складової дорівнює

R_б = R_б1 R_б2 / (R_б1 + R_б2) (3.13)

3.5 Розрахунок вхідного опору каскада Rвх ск

У цьому пункті можливо навести відразу кінцеву формулу для розрахунку R_{вх ск}, але для оцінки різниці між схемами СЕ і СК доцільно розрахунок провести в такій послідовності:

3.5.1 Визначаємо вхідний опір транзистора за включенням його в схему зі СЕ

R_{вх СЕ} = r_б'+ r_e (1 + h_21e) = r_б' + (_т / I_кo) (1 + h_21e) (3.14)

3.5.2 Визначаємо вхідний опір транзистора за включенням його у схему зі СК

R_{вх СК} = R_{ВХ СE} + R_e~(1+ h_21e) (3.15)

де R_e~ = R_e||R_н,

Очевидно, що вхідний опір транзистора в схемі зі СК можна одразу визначити за допомогою вираза:

R_{вх СК} = r_б'+ r_e (1 + h_21е)[1 / S₀ + R_e~]  (r_e + R_e~) (3.16)

Остаточно вхідний опір каскаду з урахуванням шунтуючої дії подільника дорівнює:

R_вх = R_{вх ск}||R_б = R_{вх ск} || [R_б1||R_б2] (3.17)

3.6 Коефіцієнт підсилення за напругою

K_u = R_e~(1+ h_21e) / [R_{вх сe} + R_e~(1+ h_21e)] = S R_e~ / (1 + SR_e~) (3.18)

3.7 Напруга сигнала на вході каскаду пов’язана з вихідною напругою співвідношенням:

U_mвх = U_mвих / K_u (3.19)

3.8 Вихідний опір каскаду в схемі зі СК:

R_{вих ск} = r_e + (R’_дж + r’_б) / (1 + h_21e) (3.20)

де R’_дж – еквівалентний опір джерела сигналу з урахуванням опору подільника R_б,

R’_дж = R_дж R_б / (R_дж + R_б) (3.21)

3.9 Розрахунок лінійних спотворень у діпазоні високих частот.

3.9.1 Спотворення зумовлені вихідним колом

Еквівалентна схема вихідного кола каскаду для діапазона високих частот наведена на рис. 3.2.

Рисунок 3.2 - Еквівалентна схема вихідного кола каскаду зі СК.

Визначимо сталу часу _в у зоні високих частот:

_в = R_екв*C_екв,

R_ВЧекв = R_вихСК||R_Е||R_Н = R_вихСК*R_Е*R_Н / (R_Е R_вихСК + R_ЕR_Н + R_Н R_вихСК) (3.22)

C_екв = С_вих + С_н+С_м = С_кr’_бS₀ + C_н + C_м (3.23)

Розрахуємо рівень лінійних спотворень на частоті f_В:

М_В = 1 / 1 + (2f_В_в)² (3.24)

Якщо транзистор вибрано згідно з рекомендаціями п.3.3, то рівень лінійних спотворень, зумовлений вихідним колом на частоті f_В повинен наближатися до 1.

3.9.2 Еквівалентна схема вхідного кола каскаду наведена на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 - Еквівалентна схема вхідного кола каскаду зі СК

Визначимо вхідну ємність транзистора С_{вх СК}:

С_{вх СК} = 1 / 2f_т(r_e + R_e~) +C_к* R_e~ /(r_e + R_e~) (3.25)

Еквівалентний опір джерела сигналу:

R_ВЧекв = (R_дж||R_б + r_б’)*R_б’е / (R_дж||R_б + r_б’ + R_б’е) (3.26)

де R_б’е = R_{вх СК} – r’_б,

якщо R_{вх СК} >> r’_б

R_ВЧекв = R_дж||R_б||R_{вх СК} (3.27)

Коефіцієнт лінійних спотворень М_в на частоті f_в дорівнює:

М_{в вх} = 1 / 1 + (2f_вR_ВЧеквС_{вх ск})²

Повинно виконуватися М_{в вх}  1