Рис.
6.19. Принципиальная схема резисторного
каскада
I.
Выбор типа транзистора и режима работы
по постоянному току
1.
Транзистор выбираем по предельной
частоте f h
21Э и
по
требуемому
усилению по току h21Э
:
2Глава 6. Усилители на биполярных транзисторах
f h 21Э ТРЕБ ≥ f B / M B − 1; h21Э ТРЕБ ≥ (1,2 !1,5)K i .
Выбор производим среди маломощных транзисторов, пред-
почтительнее кремниевых.
Выписываем параметры выбранного транзистора:
h21Э , f h 21Э , C ВЫХ , h22 Э , I K
max
, U KЭ
max
.
2. Определяем коллекторный ток в точке покоя I K 0 :
I
K 0 ≥ (1,2 !1,5)I BX СЛ , но не меньше тока I K , при которомобеспечивается соответствие параметров, указанных в паспор-
те.
3. Находим напряжение в точке покоя U KЭ 0 = (0,4 ! 0,5)E K .
4. На семействе статических выходных характеристик выб-
ранного транзистора определяем положение точки покоя и ток базы
в этой точке I Б 0 .
– 121 –
Л.В.
Кропочева. «Усилительные устройства»
5.
Переносим точку покоя на входную
характеристику, сня-
тую
при U KЭ
>
0 , и находим напряжение U БЭ
0 в
этой точке.
II.
Определение элементов принципиальной
схемы
6. Выбираем эмиттерную стабилизацию точки покоя. Задаем-
ся
падениями
напряжения
на
сопротивлении
RЭ :
U RЭ = (0,2 ! 0,3)E K . Чем больше U RЭ , тем сильнее ООС по току и
схема работает стабильнее, но увеличиваются потери напряжения
источника E K
R
Э = U RЭ / I Э 0 , где I Э 0 = I K 0 + I Б 0 .7. Определяем ток в цепи делителя смещения:
I
Д = (3 !10) I Б 0 .8. Определяем сопротивления резисторов делителя:
R Д 1 = ( E − U RЭ − U БЭ 0 ) /( I Д + I Б 0 ) R Д 2 = (U RЭ + U БЭ 0 ) / I Д .
9. Общее сопротивление делителя R Д = R Д 1 R Д 2 /( R Д 1 + R Д 2 ) .
10. Определяем емкость С Э . Для того чтобы эта емкость не
вносила заметных частотных искажений на нижних частотах, вы-
бираем ее сопротивление во много раз меньше сопротивления R Э
C Э = (5!10) / πf H R Э .
11. Определяем сопротивление резистора в коллекторной цепи R K
R
K = (E K − U RЭ − U KЭ 0 ) I K 0 .12. Определяем емкость разделительного конденсатора, ис-
ходя из заданных частотных искажений на нижних частотах:
СР =
где R Н
= R ВХ
2πf H RH
RД
СЛ
(
1
ЭКВ
+ RH
СЛ
)
2
M H −1СЛ
ЭКВ
СЛ
/( R ВХ
+ RД
).
– 122 –
Глава 6. Усилители на биполярных транзисторах III. Расчет результирующих показателей
13. Определяем коэффициент усиления по току:
K
i = h21Э R K / (R K + R H ) .14. Определяем коэффициент усиления по напряжению:
′
K
i = h21Э R H / h11Э , где R H = R K R H / (R K + R H ) .′15. Строим АЧХ каскада при значениях:
f = 0,5 f
H ; f H ;2 f H − 0,5 f B ; f B ;2 f B .Числовой пример.
Исходные данные: f
H = 50 Гц, f B = 50 кГц , IВХ СЛ= 1,5 мА,RВХ СЛ= 720 Ом, RД СЛ = 1600 Ом, ЕК = 12 В, МН = МВ = 1,12,
K i ТРЕБ = 12, С БЭ СЛ = 2 ⋅10 −8 Ф.
1. Выбор транзистора по
2
f h 21Э ТРЕБ = f B / M B − 1 = 10000 / 1 ,12 2 − 1 = 20 кГц ;h21Э ТРЕБ = 1,5 K i = 1,5 ⋅12 = 18.
Выбираем транзистор КТ301В, который удовлетворяет этим
условиям. Его параметры:
f h 21Э = 500 кГц , h 21Э min = 20 , h 21Э max = 60 ,
h11Э = 1130 Ом , U KЭ max = 20 B , I K max = 10 мА ,
PK max = 150 мВт, h22 Э = 13 ⋅ 10 −6.
2. Определяем коллекторный ток в точке покоя
I KO = (1 ,5! 2 )I BX = 2 ⋅ 1 ,5 = 3 мА.
3. Напряжение в точке покоя U
KЭЭ = 0 ,4ЕК = 0 ,4 ⋅ 12 = 4 ,8 В(рис. 6.20,а).
4. Определяем положение точки покоя на статических ха-
рактеристиках транзистора КТ301В и находим ток базы в точке
покоя I БО = 0 ,075 мА .
5. По входной характеристике для тока I БО находим вход-
ное напряжение в точке покоя U БЭО = 0 ,6 B (рис. 6.20,б)
– 123 –
Л.В.
Кропочева. «Усилительные устройства»
Рис.
6.20. Выходные (а) и входные (б) характеристики
транзистора
КТ301В
6. Задаемся падением напряжения на резисторе R в цепиЭ
температурной стабилизации U = 0 ,2E = 0 ,2 ⋅ 12 = 2 ,4 B и на-
RЭ
K
ходим R Э = U RЭ / I Э 0 , где I = I + I = 3 + 0 ,075 = 3 ,075 мА ,Э0K0Б0
.R Э = 2 ,4 / 3 ,075 ⋅ 10 −3 = 790 Ом .
7. Определяем ток делителя в цепи смещения
(
)
I Д = (3! 10 )I Б 0 = 10 I Б 0 = 10 ⋅ 0 ,075 = 0 ,75 мА .
8. Определяем сопротивления резисторов R Д 1 и R Д 2
R Д 1 = (U RЭ + U БЭ0 ) / I Д = (2 ,4 + 0 ,6 ) 0 ,75 ⋅ 10 −3 = 4 кОм ;
R Д 2 = (E − U RЭ − U БЭ 0 ) / (I Д + I Б0 ) = (12 − 2 ,4 − 0 ,6 ) (0 ,75 + 0 ,075) ⋅ 10 −3 = 10 ,9 кОм.
(
)
9. Общее сопротивление делителя
[
]
R Д = R Д 1 R Д 2 / (R Д 1 + R Д 2 ) = 4 ⋅ 10 ,9 / (4 + 10 ,9 ) = 2 ,9 кОм .
10. Определяем емкость конденсатора C Э , шунтирующего
сопротивление R Э :
C Э = (5 ! 10 ) ðf H R Э = 5 3 ,14 ⋅ 50 ⋅ 820 = 38 ,8 мкФ .
11. Определяем сопротивление резистора в цепи коллектора
– 124 –
