Составление структурной схемы усилителя
Структурная схема представлена на рис 6.
Рисунок 1
ВхК - входной каскад
КПУ1 - первый каскад предварительного усиления
КПУ2 - второй каскад предварительного усиления
КПУ3 - третий каскад предварительного усиления
ВыхК - выходной каскад
Входной каскад ставится на входе усилителя для увеличения входного сопротивления усилителя.
Большинство источников входного сигнала развивают очень низкое напряжение Ег = 10 мВ. Подавать его непосредственно на каскад усиления мощности не имеет смысла, так как при слабом управляющем напряжении невозможно получить значительные изменения выходного тока.
Рассчитаем максимальное напряжение в нагрузке по формуле:
В
(1)
Определим максимальный ток протекающий через нагрузку:
(2)
Рассчитаем требуемый коэффициент усиления усилителя по формуле:
(3)
Определим ориентировочное количество каскадов предварительного усиления по следующей формуле:
(4)
Полученное по формуле (4) количество каскадов округляют до ближайшего целого нечетного числа (в большую сторону), так как схема с ОЭ дает сдвиг фаз 180
n = 3
Выходной каскад ставится на выходе усилителя и обеспечивает усиление мощности полезного сигнала в нагрузку.
1. Цель курсовой работы
Цель курсовой работы состоит в закреплении знаний, полученных при изучении дисциплины «Электроника», в получении опыта разработки и расчета основных характеристик усилительных каскадов, в развитии навыков выполнения информационного поиска, пользования справочной литературой, определения параметров эквивалентных схем биполярных и полевых транзисторов, в создании разностороннего представления о конкретных электронных элементах.
Расчёт усилительного транзистора.
В качестве схемы усилителя взята стандартная схема включения транзистора с общим эмиттером для проводимости типа n-p-n .Усилитель по току, режим класс «А»
Разделительный конденсатор Сp2 служит для передачи на вход транзистора VT1 усиливаемого переменного напряжения, а также исключает попадание на вход транзистора постоянного напряжения.
Разделительный конденсатор Ср2 осуществляет развязку каскадов. Разделительный конденсатор Сp2 осуществляет развязку 2 каскада по нагрузке. Резисторы Rб1, Rб2, Rб3, Rб4 образуют делители для получения необходимого напряжения смещения на базе транзисторов. Резистор Rэ2 и конденсатор Cэ2 обеспечивают температурную стабилизацию работы транзистора VT2.
Исходные данные:
-
№ варианта
Um вых, В
Um вх , мВ
Ек, В
Rи, Ом
Rн, кОм
10
12
0.05
13
120
3.3
Рсчёт по постоянному току первого коскада.
Uкэмах=1,2*Ек=1,2*13=15,6 В
Кu=Uмвых/ Uмакс=12/0,05=240
Для первого каскада в качестве транзистора выбираем транзистор КТ315А(параметры транзистора см.приложение 1).Выбираем рабочую точку на входной ВАХ(приложение2).Из точки на ветви Uбэп до пересечения с входной кривой проводим перпендикуляр. Эта точка будет являться точкой базы покоя. Проведя от неё перпендикуляр к оси Iб, находим постоянный ток базы Iбп
Uбэп=0,46 В
Iбп= 0,1 мА
Найдём ток коллектора:
Iкп= Iбп*h21э
Iкп=0,1*90=9 мА
На выходной ВАХ проведём их точки Iкп на оси Iк горизонтальную прямую до пересечения с некоторой ветвью из семейства токов базы. Это будет точной покоя П коллекторной цепи. Опустим перпендикуляр на ось напряжений Uкэп,где получим точку покоя рабочего положения:
Uкэп= 7 В
Построим статическую нагрузочную прямую по двум точкам, одна из которых является П, а вторая на оси Uкэ равная Ек. Построив нагрузочную прямую при её пересечении с осью коллекторного тока, получаем точку Iк.
Iк=20 мА
Найдём сопротивление коллектора:
Rк1=Ек/Iк=13/20*10-3=0,65*103 Ом=650 Ом
Сопротивление эмиттера предназначено для термокомпенсации рабочего режима каскада и выбирается в пределах (0,1-0,2)*Rк1
Rэ1=0,2* Rк1=0,2*650=130 Ом
Ток делителя рекомендуется выбирать в маломощных каскадах в 8-10 раз больше тока базы:
Iд= Iбп*10=0,1*10=1мА
Расчитаем сопротивления резисторов Rб1 и Rб2:
Rб2= Uбэп+Rэ1*Iкп/Iд
Rб2=0,46+130*9*10-3/1*10-3=1170,46 Ом
Rб1=Eк-Iд* Rб2/ Iд
Rб1=13-0,001*1170,46/0,001=11829,54 Ом