1 Опис схеми підсилювального каскаду

На рис. 1.1. наведена схема підсилювального каскаду змінної напруги на біполярному транзисторі з емітерною стабілізацією положення робочої точки і базовим дільником напруги, яка найчастіше застосовується. Схема має транзистор 2SD11273 n-p-n-типу, що включений за схемою із загальним емітером.

Рисунок 1.1 – Схема підсилювального каскаду.

Джерело вхідного сигналу змінного струму з ЕРС е_г і опором R_г підключено до входу підсилювача через розподілювальний конденсатор С1. Підсилений сигнал змінної напруги створюється на резисторі R3 і через розподілювальний конденсатор С2 передається на резистор навантаження R_н.

Живлення здійснюється за допомогою джерела живлення Е. За участю резисторів R1 та R2 створюється необхідний базовий струм, тобто ці резистори виступають як базові дільники струму.

Одним із недоліків сучасних біполярних транзисторів є залежність струму колектора від температури навколишнього середовища. На резисторі R4 здійснюється температурна стабілізація положення робочої точки – негативний зворотний зв’язок за струмом колектора. Цей зв’язок необхідний для стабілізації робочої точки підсилювача при зміні температури навколишнього середовища або розкиду статичного коефіцієнта передачі струму бази. Для усунення негативного зворотного зв’язку за змінним струмом на резисторі R4 він зашунтований конденсатором С_Е.

Резистор R3 є навантаженням за постійним струмом, на ньому створюється підсилений сигнал змінної напруги, який через розподілювальний конденсатор С2 передається на резистор навантаження R_н.

Ємності усіх конденсаторів розраховуються таким чином, щоб падіння напруги на них від змінних складових струмів не вносили помітних змін до роботи підсилювачів, коли вони працюють на нижчій частоті робочого діапазону частот підсилювача.

2 Експлуатаційні параметри та характеристики транзистора

2SD1273 – кремнієвий планарно-епітаксіальний n-p-n транзистор. Використовується для роботи в аудіо–приладах та в інших схемах, основні технічні данні якого наведені в табл. 1.

Корпус TO-220, герметичний, див. рис. 2.1.

Таблиця 1 – Електричні параметри

Параметр	Познач.	Значення		Режими вимірювання
		min	max	UC, В	IC, мА	IB, мА	IE, мА	υ, МГц
Зворотній струм колектора, мкА	ICB0		100	80			0
Гранична напруга транзистора, В	UCEOгр		60
Частота переходу, МГц	ft		50	12	200
Коефіцієнт передачі струму	hfe*	500	250	4	500

Рисунок 2.1 – Зовнішній вигляд транзистора 2SD1681.

Максимально – припустимі параметри:

• I_CMAX = 3 А, постійний струм колектору;

• U_CB = 80 В, постійна напруга колектор-база;

• U_CE = 60 В, постійна напруга колектор-емітер;

• T_JMAX = 150 C^о, температура переходу;

Допустима температура навколишнього середовища, С^о -55…+150.

За довідковими даними будуємо суміщені статичні характеристики транзистора: у першому квадранті - вихідні характеристики, у третьому – вхідну характеристику. На вихідні характеристиках через робочу точку Q (I_C=500мА; U_CE=6В) і точку холостого ходу (Е=12В) проводимо лінію навантаження за постійним струмом. У другому квадранті подуємо динамічну характеристику прямої передачі по точках перетину лінії навантаження з вихідними характеристиками, що відповідають визначеним базовим струмам.

На вихідних характеристиках виділяємо робочу область, обмежену максимально припустимими параметрами I_CMAX = 3 А і U_CE = 60В і потужністю P_CMAX = 6,5 Вт. Даний транзистор розрахований на використання з радіатором і ми будемо розраховувати підсилювальний каскад з урахуванням радіатора з розмірами 100х100х2.

Із виразу знаходимо

І дані розрахунку заносимо у таблицю 2.

Таблиця 2 – Розрахунок I_CMAX

U, В	2	3	4	5	6	7	8	9	10
IC, А	3,25	2,16	1,625	1,3	1,08	0,93	0,813	0,72	0,65