- •Министерство науки и образования рк Алматинский колледж связи при кау
- •По предмету оЭиСт
- •2. Обоснование выбора структурной схемы усилителя
- •3. Расчет числа каскадов силения
- •4. Обоснование выбора принципиальной схемы усилителя
- •5. Расчет оконечного каскада
- •Заносим параметры транзистора гт308а в таблицу 2.
- •6. Расчет элементов схемы по постоянному току
- •7. Проверочный расчет коэффициента усиления усилителя по напряжению.
- •8.Расчет удлинителя в цепи общей осс
- •8.Заключения по результатам расчетов
- •Заключение
Заносим параметры транзистора гт308а в таблицу 2.
Таблица 2
Параметры транзистора |
ГТ308А |
Структура транзистора |
p-n-p |
Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ ƒгр, МГц |
90 |
Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора P к max, мВт |
150 |
Коэффициент передачи тока биполярного транзистора в режиме малого сигнала в схеме с ОЭ: h21э min |
20 |
h21э max |
75 |
Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор – эмиттер Uкэ mах, В |
12 |
Максимально допустимый постоянный ток коллектора I k max, Мa |
50 |
Объемное сопротивление базы на высоких частотах rб', Oм |
50 |
Определяем рабочую область характеристики транзистора. Для этого на выходных характеристиках (рис.5) транзистора строим характеристику максимально допустимой мощности рассеяния. Полученные данные тока коллектора вносим в таблицу 3.
Таблица 3
Uкэ, В |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
Iк, мА |
42 |
21 |
14 |
10,5 |
8,4 |
Для построения этой характеристики задаем значения Uкэ для транзистора ГТ308А от 2 В до 10 В.
На оси напряжений (рис.5) отмечаем эти значения и восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с соответствующим каждому значению Uкэ току Iк. Затем полученные точки соединяем плавной линией, далее проводятся линии, соответствующие Uкэ мах и Uост. Значение Uост определяется графически, для этого опускается на ось напряжений перпендикуляр из точки перегиба верхней вольт – амперной характеристики (Рис.5).
Определяем напряжение покоя транзистора по максимально допустимому напряжению Uкэ мах:
Uко
≤
(6)
Uко =(12+1)/2=6,5 B;
Определяем мощность, отдаваемую транзистором с учетом заданного КПД трансформатора ηтр = 0,95:
Р'~
=
(7)
Р'~ =33/0,95=34,74 мВт;
Определяем мощность рассеяния на коллекторе транзистора:
Рко = Р'~ /ηА*ηос (8)
Рко =34,74/ 0,4*0,9=96,5 мВт;
где ηА – максимальный КПД каскада в режиме А, принимается равным 0,4;
ηос – коэффициент, учитывающий потери мощности сигнала в цепи обратной связи, принимается равным 0,9;
Ток покоя рассчитываем, исходя из мощности рассеяния на коллекторе транзистора:
Iко
=
(9)
Iко =96,5/6,5= 15 мА;
На семействе выходных характерист8ик транзистора (Рис. 5.) отмечаем выбранные Uко, Iко и определяем соответствующей точке покоя ток базы Iбо (входной ток). Полученное значение Iбо отмечаем на входной характеристике (Рис.6) и определяем соответствующее ему напряжение смещения Uбо.
Uко = 6,5 В;
Iко = 15 мА
Iбо = 0,3 мА;
Uбо = 0,23 В;
Определяем амплитуду напряжения выходного сигнала:
Uкm ≤ Uко - Uост (10)
Uкm = 6,5-1=5,5 В;
Определяем амплитуду тока выходного сигнала:
Iкm
=
(11)
Iкm =2*34,74/5,5=12,6 мА;
Строим нагрузочную прямую переменного тока. Для этого на семействе выходных характеристик (рис.5) транзистора от координаты точки покоя на оси токов вниз откладываем амплитуду тока Iкм, а от координаты точки покоя вправо – амплитуда напряжения Uкм. Пересечением уравнений Iко – Iкм и Uко + Uкм определяется точка М. Через точку М и точку покоя проводим нагрузочную прямую переменного тока.
Iк min=Iко – Iкm (12)
Iк min = 15-12,6=2,4 мА;
Uкmax= Uко + Uкm (13)
Uкmax =6,5+5,5=12 В;
На семействе выходных характеристик транзистора (рис.5) отмечаем точку N на нагрузочной прямой переменного тока, соответствующая пересечению уровня Uост и нагрузочной прямой.
Определяем соответствующий точкам M и N входной ток. Точке М будет соответствовать минимальный входной ток Iбmin, а точке N – Iб max максимальный.
Iбmin = 0,61 мА;
Iб max = 0,05 мА;
Определяем амплитуду тока входного сигнала:
Iбm
=
(14)
Iбm =(0,61-0,05)/2=0,28 мА;
Определяем мощность, отдаваемую транзистором в выбранном режиме:
Р~
=
(15)
Р~ =12,6*5,5/2=34,65 мВт;
Сравниваем полученные величины Р~ с Р'~. Условие соблюдается:
Р~ ≥ Р'~ (16)
34,74 мВт ≥ 34,65 мВт
На входной характеристике транзистора (рис.6) отмечаем токи Iб max, Iбо, Iбmin, и определяем соответствующие этим токам значения входного напряжения.
Uбэ мах = 0,3 В;
Uбэ min =0,11 В;
Определяем амплитуду напряжения входного сигнала:
Uбm
=
(17)
Uбm =(0,3-0,11)/2=0,09 В;
Определяем коэффициент усиления по напряжению:
К
=
(18)
К =5,5/0,09=61 раз;
Определяем входное сопротивление транзистора:
Rвх
=
(19)
Rвх =0,09/0,28*10-3= 314 Ом;
Определяем сопротивление нагрузки выходной цепи:
R~
=
(20)
R~=5,5/12,6*10-3= 436 Ом;
Определяем мощность, потребляемую выходной цепью транзистора от источника питания:
Р
= Iко
*
Uко
(21)
Р = 15*6,5=97,5 мВт;
Определяем фактический коэффициент полезного действия выходной цепи:
ηф
=
(22)
ηф =34,74/97,5=0,36;
Полученные при расчетах параметры оконечного каскада вносим в таблицу 4
Таблица 4
Nкаск |
Uко, В |
Iко, mА |
Uбо, В |
Iбо, mА |
К3 |
Rвх , Ом |
R~ , Ом |
ηф |
3 |
6,5 |
15 |
0,23 |
0,3 |
61 |
321 |
516 |
0,36 |
