Предварительный расчет по постоянному току каскада на полевом транзисторе v2

Другие показатели,не указанные в таблице 2, полагаем одинаковыми: емкость затвор–исток C_зи = 5 пФ, емкость проходная С_зс =1,5 пФ; ток утечки затвора I_ут.з =1 нА; сопротивление затвор–исток r_зи= U_ЗИ/I_ут.з = 1000 МОм.

Принципиальная схема каскада на полевом транзисторе V2 по постоянному току представлена на рис. 4. Необходимо для заданного типа полевого транзистора вычертить свою вольт-амперную характеристику, используя известные соотношения I_С = I_{С нач} · (1 – U_ЗИ / U_отс)²

а) б)

Рис. 4. Принципиальная схема по постоянному току каскада V2 (а) и типовая вольт-амперная характеристика полевого транзистора с n-каналом (б)

Выбираем напряжение затвор–исток U_ЗИ = –1 В. Затем определяем ток покоя стока I_С = I_{С нач}(1 – U_зи/U_отс)²=10.6мА и крутизну S = S_max(1 – U_зи / U_отс)=3 мА/В

Выбираем напряжение на истоке U_и = 0,2E₀=1.8 В, а напряжение сток-исток U_си = E₀/2=4.54 В. Тогда напряжение на стоке равно U_c = U_и + U_си = 1.8+4.5 = 6.3В

Отсюда сопротивления резисторов в цепи истока и стока R6 = U_и / I_С = 169.8Ом, R5 = (E₀ – U_С) / I_С=254.7 Ом.

Рассчитанные сопротивления резисторов R6, R5 выбираем в соответствии с номинальным рядом (табл. 4).

Таким образом R6 = 160 Ом, R5 = 240 Ом

Напряжение на затворе U_З = U_и + U_ЗИ = 1.8+1 = 2.8 В

Так как частота верхнего среза входной цепи должна быть больше , а она определяется сопротивлением R4 и суммарной емкостью С = С_д+С_вх+С_м (где С_д – проходная емкость диода; С_вх – входная емкость транзистора V2; С_вх ≈ С_зи + (S·R5+1)·C_зс, С_м = 1 пФ – емкость монтажа).

С_вх ≈ 5пФ+((3·10(-3))*240+1)*1.5пФ = 7.58пФ

Тогда С = 1+7.58+1 = 9.58 пФ

Выбираем R4 ≤ 1/(2π·С). R4 = 1/ (2*3.1*9.58*10^(-12)*10^6) = 16.62 К Ом

После этого определяем ток делителя I_Д2=U_З/R4 = 2.8/(16·10^3) = 0.175 мА и сопротивление резистора R3 = (E₀ – U_З) / I_Д2 =(9—2.8)/ 0.175 мА = 35.4 К Ом.

Рассчитанные сопротивления резисторов R3, R4 выбираем в соответствии с номинальным рядом (табл. 4).

Таким образом R4 = 16 К Ом, R3 = 36 К Ом.

Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3, v4

Биполярные транзисторы КТ382А имеют следующие параметры:

- транзистор биполярный кремниевый;

- U_бэ = 0,7 В;

- коэффициент усиления по току минимальный h_21min = 30;

- коэффициент усиления по току максимальный h_21max= 120;

- частота единичного усиления f_т = 250 МГц;

- максимальный постоянный ток коллектора I_{К max}= 100 мА;

- максимальное напряжение коллектор-эмиттер u_кэmax = 25 В;

- постоянная времени цепи обратной связи τ_к = 150 пс;

- емкость коллекторного перехода С_к = 7 пФ;

- допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе Р_{К ДОП}= 150 мВт;

Рис. 5. Принципиальная схема каскадов на биполярных транзисторах по постоянному току

Выбираем ток покоя транзистора V4: I_К4 = 5мА, постоянный коллекторный ток V3: I_К3 =4мА( I_К3 ≤ I_К4 по условию).

Установим напряжение коллектор-эмиттер V4 (U_КЭ,4 = E₀/2=4.5 B) и напряжение на эмиттере V4 (U_Э4 = 0,1E₀ = 0.9 B), можно определить напряжение U_Б4 = U_Э3 =U_Э4 + U_БЭ=0.9+0.7=1.6 B.

Напряжение на базе V3: U_Б3=U_Э3+U_БЭ = 1.6+0.7 = 2.3 B. Напряжение на коллекторе V4: U_К4=U_Э4+U_{КЭ, 4} = 0.9+4.5 = 5.4 B.

вычислив I_Э3 = I_К3 + I_Б3=4+0,13=4,13 мА, I_Э4 = I_К4 + I_Б4 = 5+0.16=5.16 мА.

Теперь можно вычислить сопротивления резисторов R9…R11:

R9 = U_Э3/I_Э3 = 1.6/ (4.13·10^3) =387 Ом_,

R10 = (E₀ – U_К4)/I_К4 = (9-5.4)/ (5·10^3) = 720 Ом,

R11= U_Э4/I_Э4 =0.9/ (5.16·10^3) = 174 Ом.

Рассчитанные сопротивления резисторов R9, R10, R11 выбираем в соответствии с номинальным рядом (табл. 4).

R9 = 390 Ом

R10 = 750 Ом

R11=180 Ом.

Вычислив = 60, найдем I_Б3 = I_К3/h₂₁ =(4·10^(-3))/60 = 67 мкА , I_Б4 = I_К4/h₂₁ =(5·10^(-3)) / 60 = 83 мкА , а I_Э3 =I_К3 (1+1/h₂₁) = 4.04 мА

, I_Э4 = I_К4(1+1/h₂₁) = 5.05 мА.

Для вычисления сопротивлений резисторов R7 и R8 нужно знать ток делителя I_Д3.

Обычно его выбирают I_Д3 =10I_Б3 = 670 мкА. Тогда сопротивления резисторов

R7 = (E₀ – U_Б3)/ (I_Д3 + I_Б3) = 5.7/ (670·10^ (-6)) = 8.5 K Ом,

R8 = U_Б3/I_Д3 = 2.3/(670·10^(-6))=1769 Ом.

Рассчитанные сопротивления резисторов R7, R8выбираем в соответствии с номинальным рядом (табл. 4).

R7 =8.2 К Ом

R8 =1.8 К Ом.