Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет»
Кафедра «Электрическая техника»
Секция «Промышленная электроника»
Расчетно-графическое домашнее задание по дисциплине «Промышленная электроника» Вариант: 17
Выполнил: студент группы Э-233
Феськов А.В.
Проверил: доцент, канд. техн. наук
Тихонов А.И.
Омск, 2014
Дано:
Получить в нагрузке Rн = 1,9 кОм маломощного каскада на биполярном транзисторе (БПТ) в схеме с ОЭ (рис.1) мощность выходного сигнала
Pвых = 0,3 мВт при Ек = 7 В и коэффициенте стабилизации Кст = 6, обеспечивающем стабильность рабочей точки при нагревании транзистора в процессе работы.
1. Расчет
1. Выбираем транзистор на более высокую мощность рассеяния на коллекторе по сравнению с требуемой Pвых = 0,3 мВт:
Рк.макс ≥ (5 – 10)Pвых (1)
Выбираем БПТ типа 1Т313Б , у которого Рк.макс >10 Pвых = 100 мВт.
2. В соответствии с заданными Rн ,Pвых и Ек на семействе выходных статических характеристик Iк = ƒ(Uкэ) строим НП. При этом учитываем наличие в коллекторной цепи резисторов Rк и Rн, а в эмиттерной - Rэ.
Ход нагрузочной прямой и её наклон определяются величинами:
Ек = 7 В и Rо = Rн экв + Rэ = Rк∙Rн/(Rк + Rн) + Rэ (2)
Так как заданным является Rн , а не Rо , определяющее верхнюю координату Iк = Ек / Rо , то из координаты абсциссы Ек = 7 В проводим НП произвольно , задавшись Iк = 6 мА так , чтобы точка её пересечения с ординатой оказалась ниже выходной характеристики , снятой при максимальном токе базы Iб макс =160 мкА (рис.1в).
3. На линии нагрузки БПТ выбираем рабочую точку посередине НП, чтобы равным отклонениям тока базы (ΔIб = 40 – 80 – 120 мкА) соответствовали равные отрезки НП, что гарантирует минимальные нелинейные искажения формы выходного сигнала:
Uко =3,49 В; Iко = 3,0 мА; Iбо = 80 мкА.
Выбранная рабочая точка обеспечивает динамический режим БПТ (т.н. линейный режим класса А), при котором изменения входного сигнала ΔIвх = ΔIб = 80 ± 40 мкА и ΔUвх = ΔUбэ = 0,45 ± 0,05 В (амплитуды Iб = 40 мкА и Uбэ = 0,05 В) вызывают соответствующие изменения выходного сигнала ΔIвых = ΔIк = 3,0 ± 1,8 мА, и ΔUвых = ΔUкэ = 3,5 ± 1,8 В (амплитуды Iк = 1,8 мА, Uкэ = 2,0 В).
4. Проверяем получение требуемой мощности по формуле :
что с достаточным запасом удовлетворяет условиям задания.
5. Коэффициент нелинейный искажений не должен превышать 5-10%:
то есть искажения практически отсутствуют.
6. Находим элементы схемы, определяющие выбранный режим: