2. Расчет элементов модели транзистора для переменного тока (по сигналу).

Рис. 6. Эквивалентная модель биполярного транзистора для сигнала

Для расчета элементов модели необходимо взять из справочника следующие ^{параметры транзистора: τ}ос ^{= 500 nc – постоянная времени цепи обратной связи; С}К ⁼ 5 пФ – емкость коллекторного перехода; модуль коэффициента передачи тока

^|ℎ21Э^{| = 5 при f=100 МГц.}

^{Выходное сопротивление транзистора 1/h}22 ^{обозначено R}i^{. Оно определяется напряжением Эрли U}ЭР ^{(100…300 В) и током покоя транзистора I}0К^.

𝑅_𝑖

₌ 1

^ℎ22

= ^𝑈ЭР = 50 кОм

^𝐼0К

_{𝑈 =} 𝑘𝑇 ₌ 𝑇

= 25,6 мВ

𝑇 _𝑞

11,6

𝑘 = 1,38 ∗ 10⁻²¹Дж/°C – постоянная Больцмана; Т - температура в градусах Кельвина;

q = 1,6*10 Кл – заряд электрона.

^𝑟б′б ⁼

τос

𝐶_𝐾

= 100 Ом

𝑆 = ^𝐼0𝑘 = 0,078 𝑐м

𝑈_𝑇

𝑈_𝑇

𝐼

𝑟_б′э = (1 + ℎ_21Э)

0𝑘

= 76,8 Ом

ℎ₁₁ = 𝑟_б′б + 𝑟_б′э = 176,8 Ом

𝑓_𝑇 = ^|ℎ_21Э^| ∗ 𝑓 = 500 МГц

𝑆

𝑇

^{Сб′э =} 2𝑝𝑖𝑓

= 24,8 пФ

3. Составление эквивалентной схемы каскада оэ.

Рис. 7. Эквивалентная схема каскада ОЭ для малого сигнала

^𝑅б1 ^{∗ 𝑅}б2

𝑅

𝑅_б =

б1

+ 𝑅_б2

= 6,7 кОм

^С𝐻 ^{= 10 пФ - эквивалентная емкость нагрузки.}

Сводная таблица значений всех элементов схемы на рис. 7

𝑒1

𝑅1И

𝐶р1

𝑅б

𝑟б′б

𝑟б′э

𝐶б′э

𝐶К

ℎ21

𝑅Э

СЭ

𝑅К

𝐶р2

R2H

мВ

кОм

мкФ

кОм

Ом

Ом

пФ

пФ

Ом

мкФ

кОм

мкФ

кОм

5

0,1

10,0

6,7

100

76,8

24,8

5

89

606

1000,0

3

10,0

2

4. Расчет параметров ачх и пх с помощью Fastmean.

1. Определение параметров АЧХ

Рассчитаем Кскв – сквозной коэффициент усиления в дБ:

^𝑅б1 ^{∗ 𝑅}б2

𝑅

𝑅_б =

б1

+ 𝑅_б2

= 6,7 кОм

𝑅_К ∗ 𝑅_2Н

К

𝑅_Н = 𝑅_К||𝑅_2Н = _𝑅

+ 𝑅_2Н

= 1,2 кОм

𝑅_1и ∗ 𝑅_б

𝑅

𝑅_Г = 𝑅_1и||𝑅_б =

1и

+ 𝑅_б

= 99 Ом

𝑅_б

𝑅_вх = ℎ₁₁ = 176,8 Ом

Г

ℎ₂₁ ∗ 𝑅_Н

𝑅

^Кскв ⁼

1и

+ 𝑅_б

∗ _𝑅

+ 𝑅_вх

= 20lg(К_скв) = 51,6

^ℎ21

ℎ

𝐶₀ = С_б′э + С_К ∗ (1 +

11

1

∗ 𝑅_Н) = 3050 пФ

1

^{𝑓в√2 =} 2𝑝𝑖𝐶

∗ [𝑟 𝘍 ||⁽𝑟 𝘍 + 𝑅 ⁾] ⁼

𝑟_б𝘍_э ∗ (𝑟_б𝘍_б + 𝑅_Г)

= 0,94 МГц

0 б э б э Г

2𝑝𝑖𝐶₀ ∗ [_𝑟

_б𝘍_э ∗ (𝑟_б𝘍_б + 𝑅_Г)^]

Определим параметры АЧХ с помощью программы Fastmean, активировав клавишу

«частотные характеристики» (проверка на компьютере):

2. Определение параметров ПХ

^{Для определения параметров ПХ (𝑡}н ^{– время нарастания и ∆ – процент спада} вершины импульса) необходимо подать на вход схемы последовательность прямоугольных импульсов (меандр) с амплитудой e1 = ±5 мВ и длительностью ^{импульсов 𝑡}и^{. Заданная длительность прямоугольных импульсов устанавливается}

и =

частотой их следования f ¹ = ¹ 20кГц в окне источника сигнала.

2𝑡_и 2∗25∗10⁻⁶

^{Прямоугольные импульсы с длительностью импульсов 𝑡}и ^{= 25мкс и с частотой следования f}и ^{= 20кГц:}

^{Определим время нарастания 𝑡}н^{. Определим 𝑡}1 ^{и 𝑡}2

^{Время нарастания 𝑡}н ^{= 𝑡}2 ^{− 𝑡}1

^𝑡1^=25,27мкс

^𝑡2^=25,82мкс

^𝑡н ^{= 𝑡}2 ^{− 𝑡}1 ^{=25,82-25,27= 0,55мкс}

Спад вершины импульса Δ в процентах. Частота следования прямоугольных импульсов

1

𝑓_и =

2𝑡_и

1

= _{2 ∗ 25 ∗ 10−6} = 400 Гц

^{Прямоугольные импульсы с длительностью импульсов 𝑡}и ^{= 1,25мс и с частотой следования f}и ^{= 400Гц:}

𝐾ск	𝑓н	𝑓в	Δ∗	𝑡н∗∗	Примечание
дБ	Гц	кГц	%	мкс	*tи=1,25мс **tи=25мкс
53	159	285	81	0,55