Расчет по постоянному току в схеме на оу

Этот расчет сводится к определению номинальных значений резисторов R12 и R13. С одной стороны, они должны обеспечить «среднюю точку» напряжения питания E0/2 на ОУ, и потому R12 = R13, с другой стороны, их параллельное соединение на переменном токе не должно сильно шунтировать нагрузку транзистора V4. Вследствие этого примем R12 = R13 = 5 R10 = 7.5 К Ом.

Проверка расчета по постоянному току с помощью компьютера

Правильность расчетов сопротивлений после их выбора по номинальному ряду удобно проверить с помощью компьютера. Для этого принципиальную схему каскадов на транзисторах V3 и V4 преобразуем в эквивалентную схему по постоянному току, заменяя биполярные транзисторы активными четырехполюсниками типа ИТУТ.

Сопротивления R6 и R12 не являются резисторами, они отражают эквиваленты входных сопротивлений переходов база–эмиттер транзисторов V3 и V4 (H_11,3 и H_11,4) по постоянному току. Их величины: R6 = H_11,3 = U_БЭ/I_Б3= 0.7/(67·10^(-6)) = 10.4 К Ом, R12 = H_11,4 = U_БЭ/I_Б4= 0.7/(83·10^(-6)) = 8.4 К Ом.

Таблица 6

Параметр	V3	V4
Токи и напряжения			UБ3, В		UЭ3, В	IД2, мкА	IЭ3, мА	UЭ4, В	UК4, В	IК4, мА
Расчет предварительный			2.3		1.6	670	5	0.9	5.1	5
Компьютерный			2.414		1.67	700	4.3	0.9459	5.123	5.169

Результаты совпадают с большой точностью (явно <10% погрешность). Можно считать, что расчет всех элементов схемы по постоянному току сделан правильно.

Расчет по сигналу

Расчет по сигналу также проведем при помощи программы Fastmean. Чтобы определить свойства усилителя по сигналу, необходимо составить эквивалентную схему усилителя для переменного тока. На эквивалентной схеме полевой транзистор заменяем активным четырехполюсником типа ИТУН – источник тока, управляемый напряжение.Это значит, что выходной ток (ток стока i_C) управляется входным напряжением (затвор–исток u_ЗИ), т. е. i_C = –S∙u_ЗИ = 3*(-1) = 3 мА. Находим r_б´б = τ_к/C_к =21.4 Ом, где C_к – емкость коллекторного перехода, пФ, приводится в справочниках. Сопротивление перехода база–эмиттер r_б´э, Ом, вычисляется так: R14 = r_{б´э (3)} = (1 + h₂₁) = 369 Ом, а R15 = r_{б´э (4)} = (1 + h₂₁) = 295 Ом. где h₂₁ – коэффициент усиления по току транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Емкость перехода база–эмиттер С_б´э, пФ, вычисляется по выражению С_{б´э (3)} = = 95 пФ, а С_{б´э (4)} = = 95 пФ, где f_т – частота единичного усиления из справочника

Коэффциент усиления в неинвертирующем включении ОУ: K_F = 1 + R15/R14.

80 = 1+ R15/R14, а 1/R15 = 1/ R12 + 1/R13 (R12 = R13 = 7.5 К Ом). Отсюда R15 = 3.75 K Ом.

Значит 79 = 3.75/R14 получается R14 = 44 Ом.

Придав элементам схемы рис. 8 соответствующие значения, можно определить зависимость сопротивления передачи от частоты: R(f)=U_ВЫХ/I₁.

р ис.8

рис.9 полная эквивалентная схема усилителя