4 Расчёт входного каскада
Расчитаем входной каскад, построенный на биполярном транзисторе. Рассмотрим схему с общим эмиттером, и проверим выполнение условия:
.
(*)
4.1. Расчёт входного каскада с общим эмиттером
Рисунок 4 - Схема входного каскада (ОЭ)
4.1.1. Напряжение питания входного каскада выбирается на 10% меньше, чем для выходного каскада.
;
(В).
4.1.2. Выбираем транзистор КТ3102Г. Его параметры:
(Вт),
Согласно
графику,
(мА)
при
(В)
4.1.3. Базовый ток:
;
(А)
4.1.4.Ток через делитель:
;
(А).
4.1.5. Падение напряжения на эмиттерном сопротивлении:
;
(В).
4.1.6. Сопротивление эмиттера, обеспечивающее термостабилизацию каскада:
;
(Ом).
Выбираем номинальное значение эмиттерного сопротивления из ряда Е24:
(Ом).
4.1.7. Напряжение в средней точке базового делителя в режиме покоя:
;
(В).
4.1.8. Базовые делители напряжения, которые задают напряжение покоя:
;
(Ом),
;
(Ом).
Выбираем номинальные значения сопротивлений базового делителя из ряда Е24:
R1=27000 Ом,
R2=56000 Ом.
4.1.9. Сопротивление в базовой цепи:
;
(Ом).
4.1.10. Входное сопротивление транзистора:
;
;
(Ом);
;
(Ом);
(Ом);
4.1.11. Входное сопротивление каскада:
;
(Ом).
4.1.12. Так
как входное сопротивление каскада с
общим эмиттером
(Ом)
меньше внутреннего сопротивления
источника сигнала
(Ом),
проверим выполнение условия (*) для
каскада с общим коллектором.
4.2. Расчёт входного каскада с общим коллектором
Рисунок 5 - Схема входного каскада (ОК)
4.2.1. Падение напряжения на эмиттерном сопротивлении:
;
(В).
4.2.2. Напряжение в средней точке базового делителя в режиме покоя:
;
(В).
4.2.3. Базовые делители напряжения, которые задают напряжение покоя:
;
(Ом),
;
(Ом).
Выбираем номинальные значения сопротивлений базового делителя из ряда Е24:
R1=51000 Ом,
R2=33000 Ом.
4.2.4. Сопротивление в базовой цепи:
;
(Ом).
4.2.5. Входное сопротивление транзистора:
;
где
- дифференциальное сопротивление
эмиттера,определяется по входным
характеристикам транзистора (приложение
):
(Ом);
- входное
сопротивление следующего каскада
предварительного усиления,
(Ом).
(Ом).
4.2.6. Входное сопротивление каскада с общим коллектором:
;
(Ом).
4.2.7.
Ом
<
45000 Ом – условие не выполняется,
следовательно схема с общим коллектором
не подходит для её использования во
входном каскаде усилителя.
4.3. Расчёт входного каскада на полевом транзисторе.
Рисунок 6 - Схема входного каскада (на полевом транзисторе)
4.3.1. Выберем транзистор КП303Г.
Необходимый для дальнейших расчётов параметр транзистора – ток утечки затвора:
(нА).
По стоковым характеристикам (приложение ) принимаем
(мВ)
и
(В),
тогда из семейства выходных характеристик:
(В).
4.3.2. Расчитаем сопротивления каскада:
;
(Ом).
;
(Ом).
;
(Ом).
Выбираем номинальные значения сопротивлений базового делителя из ряда Е24:
Rи=300 Ом,
Rз=8,2 МОм,
Rс=3 кОм.
4.3.3. Расчёт коэффициента усиления по напряжению для входного каскада производится по формуле:
;
С помощью характеристик транзистора (приложение) определяем крутизну:
;
(А/В).
.