идз 2 электроника

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Расчет усилителя переменного тока графо-аналитическим методом

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ №2

Вариант - 61

по дисциплине:

Электроника 1.1

Выполнил:

студент гр. 5А92 Олейник А.В. 10.12.2021

Проверил:

доцент ОЭЭ ИШЭ Глазачев А.В.

Исходные данные

Транзистор p-n-p средней мощности КТ361Е. На рисунке 1 приведены его справочные материалы.

Транзисторы КТ361Е кремниевые эпитаксиально-планарные усилительные. Предназначены для применения в усилителях высокой частоты. Выпускаются в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Масса транзистора не более 0,3 г.

Таблица 1 - Справочные характеристики КТ361Е

Тип прибора	Предельные значения параметров при Тп=25°C							Значения параметров при Тп=25°C
	Iк. макс, мА	UкэR.макс, (Uкэо.макс), В	Рк. макс, Вт	Т, °C	Тп. макс, °C	Т. макс, °C	h21Э		Uкб, В	Iэ, {Iк}, мА	Iкбо, мкА	fгр, МГц	Rтп-с, °C/Вт
КТ361Е	50	35	0,15	25	120	100	50-350		10	1	1	250	670

Рисунок 2 - Конструкция КТ361Е

На рисунке 3 представлены входные и выходные характеристики транзистора КТ361Е .

Рисунок 3 - Входные и выходные характеристики КТ361Е

Необходимо определить:

1. Параметры элементов усилительного каскада:

   1. Напряжение источника питания ;

   2. Сопротивление коллекторной нагрузки ;

   3. Сопротивление в цепи эмиттера ;

   4. Сопротивление делителя напряжения ;

   5. Емкости разделительных конденсаторов ;

   6. Емкость шунтирующего конденсатора ;

   7. Емкость фильтрующего конденсатора ;

2. Параметры усилительного каскада:

   1. Коэффициент усиления по току ;

   2. Коэффициент усиления по напряжению ;

   3. Мощность выходного сигнала ;

   4. Мощность входного сигнала ;

   5. Коэффициент усиления по мощности ;

   6. Входное сопротивление переменного тока ;

   7. Выходное сопротивление переменного тока ;

   8. Мощность рассеяния тепловых потерь на коллекторном переходе ;

   9. Мощность, потребляемая от источника питания ;

   10. Коэффициент полезного действия коллекторной цепи η.

Решение

Рисунок 4 - Схема усилительного каскада с ОЭ Рисунок 5 - Динамические характеристики транзистора

1. Расчет статического режима.

1. Построение гиперболы допустимых мощностей рассеяния на коллекторном переходе:

Таблица 1

В	1	2	5	10	20	35
мА	150	75	30	15	7,5	4,3

Безопасная рабочая область работы транзистора находится ниже гиперболы допустимых мощностей.

2. Построение линий нагрузки по постоянной нагрузке:

Линию нагрузки по постоянному току построим следующим образом:

• Напряжение задается исходя из ряда: 6,9,15,20,24,27,30 В: выбираю равное 15 В.

• Для построения линии нагрузки необходимо задан угол ее наклона в диапазоне от 30⁰ до 60⁰, задаю угол 30⁰.

3. Выбор положения рабочей точки усилителя:

Положение рабочей точки выбирается исходя из следующего:

• При максимальной амплитуде сигнала рабочая точка не должна выходить из области, ограниченной: явными нелинейными искажениями, допустимой мощностью рассеивания и величиной источника , в режиме усилительного каскада А это положение обычно выполняется.

• Ток должен быть, как можно меньше, чтобы обеспечить более высокий КПД.

Для обеспечения нормальной работы напряжения задаю равным 5 В.

4. Определил параметры покоя усилительного каскада (координаты рабочей точки на выходных и входных характеристиках):

5. Определение сопротивления и :

На практике задается в диапазоне от (0,05…0,15) .

.

По второму закону Кирхгофа:

;

С помощью ряда для номинальных значений E24, определяем:

6. Определение сопротивления делителя напряжений и :

На практике ток делителя задается в диапазоне , тогда:

По второму закону Кирхгофа:

С помощью ряда для номинальных значений E24, принимаю

;

Используя ряд для номинальных значений E24, определяю

2. Расчет динамического режима.

1. Построение линии нагрузки по переменному току:

Углы наклона линии нагрузки по переменному и постоянному току не должны отличаться на более, чем 20%. Иначе линия нагрузки по переменному току пересечет ось вблизи напряжения покоя , что резко снизит КПД.

Для близких углов наклона нагрузочных линий справедливо соотношение:

, следовательно , тогда:

Используя ряд для номинальных значений E24, определил

2. Проведение графических построений переменных сигналов:

Принимаю:

После проведенных графических построений определил амплитудные значения входных и выходных токов и напряжений:

3. Далее нашел параметры усилительного каскада:

Блокировочные, фильтрующие и разделительные конденсаторы должны удовлетворять следующим условиям:

Далее с помощью ряда для номинальных значений E24:

Вывод: В данной работе мной были изучены характеристики транзистора КТ361Е, также я рассчитала усилительный каскад биполярного транзистора КТ361Е типа p-n-p. Построила и рассчитала статический и динамический режимы, определила необходимые параметры элементов, используемых для усилительного каскада. Также рассчитала параметры и КПД усилительного каскада с помощью графо - аналитического метода.

Список литературы

Глазачев А.В., Петрович В.П. Физические основы электроники: Учебное пособие / Томск Издательство Томского политехнического университета, 2012. 212 с.

1. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник /К.М. Брежнева, Е.И. Гантман, Т.И. Давыдова и др. Под ред. Б.Л. Перельмана. – М.: Радио и связь, 1981. – 656 с.

2. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: справочник. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 325 с.

3. Валенко В.С. Полупроводниковые приборы и основы схемотехники электронных устройств / под ред. А.А. Ровдо. – М.: Издат. дом «Додэка XXI», 2001. – 368 с.

Томск – 2021