5 Розрахунок каскаду за змінним струмом

Для розрахунку каскаду за змінним струмом складемо еквівалентну схему каскаду (рис. 5.1) для змінного струму. Для цього закоротимо джерело живлення Е і всі конденсатори С, С_Е, С1, С та С_ф з огляду на те, що їх опори для змінних складових струмів дорівнюють нулю. Транзистор замінимо його еквівалентною схемою з h – параметрами. Еквівалентна схема каскаду за змінним струмом має вигляд:

Рисунок 5.1 – Еквівалентна схема каскаду за змінним струмом.

Головними параметрами схеми є коефіцієнти підсилення за напругою та струмом.

Розрізняють чотири коефіцієнта підсилення:

• коефіцієнт підсилення змінної напруги транзистора;

• коефіцієнт підсилення змінної напруги схеми підсилювача;

• коефіцієнт підсилення змінного струму транзистора;

• коефіцієнт підсилення змінного струму схеми підсилювача;

Крім коефіцієнтів підсилення підсилювальний каскад характеризується вхідними та вихідними опорами змінного струму (рис. 5.1):

• вхідний опір транзистора:

• вхідний опір схеми підсилювача:

• вихідний опір транзистора:

• вихідний опір схеми підсилювача:

При використанні даних параметрів схема підсилювального каскаду надається у вигляді схеми (рис. 5.2):

Рисунок 5.2 – Еквівалентна схема каскаду.

Для розрахунку диференційних параметрів транзистора схему (рис. 5.1) надаємо у вигляді еквівалентної схеми (рис. 5.3), де використані еквівалентні параметри:

R_некв – еквівалентний опір навантаження за змінним струмом;

е_екв та R_гекв – ЕРС та внутрішній опір джерела сигналу;

При використанні даних параметрів схема підсилювального каскаду має вигляд:

Рисунок 5.3–Розрахункова схема каскаду.

В даній схемі (рис. 5.3) еквівалентне значення опору навантаження:

(5.1)

(5.2)

А також еквівалентну ЕРС джерела сигналу:

(5.3)

.

Розрахуємо параметри транзистора:

Коефіцієнт підсилення змінної напруги транзистора:

(5.4)

.

Коефіцієнт підсилення змінного струму:

(5.5)

.

Вхідний опір транзистора визначимо як:

(5.6)

Вихідний опір транзистора:

(5.7)

Визначивши параметри транзистора за формулами (5.4) – (5.7) та еквівалентні опори навантаження та джерела сигналу за рівняннями (5.1) – (5.3) слід визначити параметри схеми.

Вхідний опір схеми:

(5.8)

Вихідний опір схеми:

(5.9)

Коефіцієнт підсилення схеми змінної напруги:

(5.10)

.

Та коефіцієнт підсилення схеми змінної напруги:

(5.11)

.

Визначивши параметри схеми та транзистора можна знайти загальний коефіцієнт підсилення схеми за потужністю:

(5.12)

.

ВИСНОВОК

У даній курсовій роботі розраховано підсилювальний каскад на основі біполярного транзистора та придбано практичні навички роботи з його довідковими параметрами. Розглянуто статичні та низькочастотні параметри транзистора, різні схеми включення, розраховано параметри стабілізованої та нестабілізованої схем. Також розраховано температурні залежності, з яких можна побачити, що недоцільно використовувати схему без температурної стабілізації. Стабілізація положення робочої точки є одним з найважливіших пунктів при розрахунку каскаду. Без застосування температурної стабілізації дуже складно досягти прийнятного коефіцієнта підсилення через те, що робоча точка під впливом температури буде зсуватися по лінії навантаження вгору.

ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ

1. І.П. Архієреєв Методичні вказівки до виконання курсової роботи «Підсилювальний каскад на біполярному транзисторі» з дисципліни «Твердотіла електроніка»: Видавничій центр НТУ «ХПІ», 2003. 1 – 39с .

2. ДСТУ 2307-93 Транзистори біполярні. Терміни, визначення та буквені позначення електричних параметрів.

3. ГОСТ 2825-67 (СТСЭВ 1076-78) Резисторы постоянные. Ряды номинальных сопротивлений.

4. 2SC3311A Datasheet