4. Расчёт первого каскада на vt1

Возьмём транзистор 2П202Е-1, полевой транзистор с n-каналом.

Его данные: P_{C MAX}=40 мВт, U_{СИ MAX}=15 В;

Примем рабочую точку транзистора VT1 на середине U_{СИ MAX,} т.е.

U_{СИ Р.Т.} =7,5 В.

Рабочая точка находится в крутой области выходных характеристик, и при этом также имеется не очень большое входное сопротивление второго каскада. Поэтому основой расчёта является формула:

,

где - выражение в скобках представляет собой параллельное соединение сопротивления в цепи стока R_С, внутреннего (выходного) сопротивления полевого транзистора и входного сопротивления транзистора следующего каскада R_ВХ.

К_U1 - коэффициент усиления каскада, определённый в предыдущем пункте;

S - крутизна полевого транзистора;

По семейству стоковых характеристик транзистора 2П202Е-1 определим крутизну S (рис.5) и R_i (рис.6) в рабочей точке (U_{СИ Р.Т.} =7,5 В, U_{ЗИ Р.Т.} =0 В.) для дальнейших расчётов.

Рис.5.2П202Е-1Семейство стоковых характеристик. Определение крутизны S.

Крутизна S определяется по формуле:

;

Для определения R_i зададимся приращение U_СИ ±2 В относительно рабочей точки U_СИ = 7,5В, и определим изменение тока стока I_С (рис.6).

Рис.6. 2П202Е-1 Семейство стоковых характеристик. Определение выходного сопротивления R_i.

Тогда R_C:

→ R_C ≈ 1602 Ом;

Сравнивая R_C и R_ВХ2 (1,602 кОм и 73 кОм). R_C << R_ВХ2 (1: 46), т.е. каскад работает в идеальных условиях (х. х.) и влияния R_Н на работу каскада нет.

Выбор R_З.

Поскольку во входной цепи полевого транзистора ток отсутствует, то

R_З=R_ВХ = 0,6 Мом.

5. Расчёт ёмкостей ср1, ск, ср2, ср3.

Частотная характеристика усилителя в области нижних частот определяется выбором емкостей разделительных конденсаторов:

,

,

гдеR_Г=0, R_З=0,6 Мом, F_Н=40 Гц.

Удобнее принять М_Н1=М_Н2=0,5 Дб (0,5 + 0,5 = 1 Дб).

М_Н1 и М_Н2 необходимо перевести из Дб в разы, по формуле: .

Частотная характеристика усилителя в области верхних частот зависит от выбора емкости конденсатора С_К, рассчитываемой по формуле:

,

6. Расчет ачх

Расчет АЧХ в области нижних частот.

Расчет АЧХ в области нижних частот производят по формуле:

Рекомендуемые значения частот: 0,1f_H, 0,2f_H, 0,5f_H, 0,7f_H, f_H, 1,5f_H 2f_H.

а. Расчёт АЧХ в области верхних частот.

Расчет АЧХ в области верхних частот проводят по формуле:

Рекомендуемые значения частот:: 0,5f_В, f_В, 2f_В, 5f_В, 10f_В.

Результаты вычислений представим в виде таблицы №1.

Таблица №1

f, Гц	1,5	3	7,5	10,5	20	30	10000	20000	40000	100000	200000
lg (f)	0,18	0,48	0,88	1,02	1,18	1,35	4	4,3	4,6	5	5,3
Y	0,0757	0,2468	0,7117	0,8006	0,8912	0,9485	0,9341	0,8715	0,5473	0,2531	0,1297

По результатам в таблице №1 строим график АЧХ усилителя (рис.7), используя логарифмический масштаб оси частот.