
- •Расчет режима работы транзистора на постоянном токе
- •Расчет сопротивлений резисторов цепей питания.
- •Расчет элементов модели транзистора.
- •Эквивалентная схема каскада
- •Вычисление на Fastmean тока покоя коллектора i0к.
- •Построение нагрузочной линии по постоянному току
- •3.2. Исследование свойств каскада оэ по сигналу на переменном токе
- •Построение нагрузочной линии по сигналу.
- •Расчет элементов модели транзистора для переменного тока (по сигналу).
- •Составление эквивалентной схемы каскада оэ.
- •Расчет параметров ачх и пх с помощью Fastmean.
- •Определение влияния на параметры ачх и пх изменений сопротивлений источника сигнала r1и и нагрузки r2н.
- •3.2.6 Определение влияния на ачх и пх емкости нагрузки.
- •3.2.7. Определение влияния на ачх и пх изменений емкостей разделительных конденсаторов Ср1, Cр2 и блокировочного конденсатора Сэ.
- •Измерение входного и выходного сопротивлений каскада оэ.
- •Контрольные вопросы.
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: τос = 500 nc – постоянная времени цепи обратной связи; СК = 5 пФ – емкость коллекторного перехода; модуль коэффициента передачи тока
|ℎ21Э| = 5 при f=100 МГц.
Выходное сопротивление транзистора 1/h22 обозначено Ri. Оно определяется напряжением Эрли UЭР (100…300 В) и током покоя транзистора I0К.
𝑅𝑖
= 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
𝐶𝐾
= 100 Ом
𝑆 = 𝐼0𝑘 = 0,078 𝑐м
𝑈𝑇
𝑈𝑇
𝐼
𝑟б′э = (1 + ℎ21Э)0𝑘
= 76,8 Ом
ℎ11 = 𝑟б′б + 𝑟б′э = 176,8 Ом
𝑓𝑇 = |ℎ21Э| ∗ 𝑓 = 500 МГц
𝑆
𝑇
Сб′э = 2𝑝𝑖𝑓= 24,8 пФ
Составление эквивалентной схемы каскада оэ.
Рис. 7. Эквивалентная схема каскада ОЭ для малого сигнала
𝑅б1 ∗ 𝑅б2
𝑅
𝑅б =б1
+ 𝑅б2
= 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
Расчет параметров ачх и пх с помощью Fastmean.
Определение параметров АЧХ
Рассчитаем Кскв – сквозной коэффициент усиления в дБ:
𝑅б1 ∗ 𝑅б2
𝑅
𝑅б =б1
+ 𝑅б2
= 6,7 кОм
𝑅К ∗ 𝑅2Н
К
𝑅Н = 𝑅К||𝑅2Н = 𝑅+ 𝑅2Н
= 1,2 кОм
𝑅1и ∗ 𝑅б
𝑅
𝑅Г = 𝑅1и||𝑅б =1и
+ 𝑅б
= 99 Ом
𝑅б
𝑅вх = ℎ11 = 176,8 Ом
Г
ℎ21 ∗ 𝑅Н
𝑅
Кскв =1и
+ 𝑅б
∗ 𝑅
+ 𝑅вх
= 20lg(Кскв) = 51,6
ℎ21
ℎ
𝐶0 = Сб′э + СК ∗ (1 +11
1
∗ 𝑅Н) = 3050 пФ
1
𝑓в√2
=
2𝑝𝑖𝐶
∗ [𝑟 𝘍 ||(𝑟 𝘍 + 𝑅 )] =
𝑟б𝘍э ∗ (𝑟б𝘍б + 𝑅Г)
= 0,94 МГц
0 б э б э Г
2𝑝𝑖𝐶0 ∗ [𝑟
б𝘍э ∗ (𝑟б𝘍б + 𝑅Г)]
Определим параметры АЧХ с помощью программы Fastmean, активировав клавишу
«частотные характеристики» (проверка на компьютере):
Определение параметров ПХ
Для определения параметров ПХ (𝑡н – время нарастания и ∆ – процент спада вершины импульса) необходимо подать на вход схемы последовательность прямоугольных импульсов (меандр) с амплитудой e1 = ±5 мВ и длительностью импульсов 𝑡и. Заданная длительность прямоугольных импульсов устанавливается
и =

2𝑡и 2∗25∗10−6
Прямоугольные
импульсы с длительностью импульсов 𝑡и
= 25мкс и с частотой
следования
fи
= 20кГц:
Определим время нарастания 𝑡н. Определим 𝑡1 и 𝑡2
Время нарастания 𝑡н = 𝑡2 − 𝑡1
𝑡1=25,27мкс
𝑡2=25,82мкс
𝑡н = 𝑡2 − 𝑡1 =25,82-25,27= 0,55мкс
Спад вершины импульса Δ в процентах. Частота следования прямоугольных импульсов
1
𝑓и =
2𝑡и
1
=
2
∗
25
∗
10−6
=
400
Гц
Прямоугольные импульсы с длительностью импульсов 𝑡и = 1,25мс и с частотой следования fи = 400Гц:
-
𝐾ск
𝑓н
𝑓в
Δ∗
𝑡н∗∗
Примечание
дБ
Гц
кГц
%
мкс
*tи=1,25мс
**tи=25мкс
53
159
285
81
0,55