2.1.1. Порядок розрахунку підсилювача іззагальним емітером

Схему підсилювача зображено на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема електрична принципова підсилювача із загальним емітером.

1. Розрахувати ємність вихідного розподілювального конденсатора.

Розподілювальний конденсатор С3 призначений для виключення протікання постійного струму в навантаження. Цей конденсатор разом з опором навантаження є фільтром високих частот. Розрахунок конденсатора проводиться згідно з наступним виразом:

С₃ = 1 / (2f_вхR_н);

де f_вх – вхідна частота; R_н – опір навантаження.

2. Розрахувати струм колектора.

Iк=h21*I_е;

де I_е – струм емітера (беремо згідно із завданням).

3. Розрахувати опір у ланцюзі колектора.

Напруга на колекторі зазвичай вибирається як половина напруги живлення, що забезпечує посилення сигналу з мінімальними спотвореннями, таким чином напруга на колекторі визначаєтьсязгідно з виразом:

Uк0=0,5*Ежив;

тоді опір R_к у ланцюзі колектора визначається як:

Rк= R3 = Uк0/Iк=0,5Ежив/Iк.

Потужність Р₃, що розсіюється на опорі R3у колекторному ланцюзі транзистора визначається як:

Р₃ = (Ик) ^2*R3.

4. Розрахувати опір у ланцюзі емітера.

Для визначення опору в ланцюзі емітера спочатку необхідно задати напругу на емітері Uе, яке зазвичай знаходиться в діапазоні 1...2 В. Точне значення Uе вибирається згідно із завданням на розрахунково-графічну роботу.

Опір R_е визначається за законом Ома:

Rе= R4= Uе/Iе.

Струм емітера I_е вибирається в діапазоні (0,5...1,0) мА.

Потужність Р₄, що розсіюється на опорі R4у ланцюзі емітера визначається як:

Р₄ = (Iе) ^2*R4.

5.Розрахувати вхідний опір транзистора з боку бази.

Вхідний опір транзистора з боку бази h11визначається за формулою:

h11=R_е* ().

6. Розрахувати резистивний подільник у ланцюзі бази транзистора на постійному струмі.

Резистивний подільнику ланцюзі бази забезпечує слідкуючий зворотний зв'язок за температурою, шляхом стабілізації потенціалу бази транзистора відносно землі.

Якщо в режимі максимального сигналу струм подільника Iд перевищує струм бази Iб, то потенціал бази Uб визначатиметься тільки напругою живлення Еживі співвідношенням резисторів R1, R2. Тому забезпечення температурної стабілізаціїрежиму забезпечується умовою:

I_д= Ежив/ (R1+R2)= I_е.

Потенціал бази U_б визначається як:

U_б= _d+Uе,

де (_d – статичний потенціал рn – переходу(для кременевих транзисторів (_d =0,6 …0,8В).

Резистори R1, R2визначатися як:

R2=Uб/I_д= (d+Uе)/Iе;

R1= (Eжив- Uб)/Iд= (Eжив- Uб) / Iе.

Потужності Р1, Р2розсіювані на опорах подільникаR1, R2:

Р₁ = (Iд) ^2*R1;

Р₂ = (Iд) ^2*R2.

7.Розрахувати резистивного подільникав ланцюзі бази транзистора на змінному струмі.

Еквівалентний опір подільникаR1, R2змінного струму Rд._екв визначається виразом:

Rд._екв= R1*R2/ (R1+ R2).

8.Розрахувати вхідний опір підсилювача.

На низьких частотах вхідний опір підсилювача R_вх є активним і відповідає паралельному з'єднанню опорів h11 і Rд._екв

R_вх.= h11*Rд.екв/ (h11 + Rд.екв).

9. Розрахувати ємністьвхідного конденсатора.

Розподілювальний конденсатор С1 призначений для відділення постійної складової вхідного сигналу. Величина ємності конденсатора С1 визначається за формулою:

С1.1/(2fсигнRвх).

10.Розрахувати ємністьконденсатора в ланцюзі емітера.

Попередній розрахунок ємності виконується за заданим значенням статичного коефіцієнта підсилення Ку, за виразом:

_.

Розрахунок фазового зрушення в емітерному ланцюзі виконується як:

.

11.Виконатиперевірний розрахунок коефіцієнта підсилення.

_,

де ω = 2πf.

У випадку, якщо розрахункове значення коефіцієнта підсилення К_u менше за задане, повторити розрахунок, вибравши транзистор з більшим значенням α. k