Бригада №7
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МОДЕЛИ РЕЗИСТОРНОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ
Цель работы
Изучить свойства усилительного каскада с Общим Эмиттером (ОЭ) в режиме малого сигнала. Выполнить анализ в частотной и временных областях. Исследовать свойства каскада при изменении сопротивления источника сигнала, нагрузки и элементов схемы. Определить входное и выходное сопротивления каскада.
Исходные данные
В табл. 1, 2 и 3 приведены тип транзистора и его параметры, ток покоя коллектора I0К и напряжение источника питания Е0.
Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
Таблица 4
В табл. 4 приведен номинальный ряд значений резисторов, изготовляемых с точностью 20 % (столбцы Е6), 10 % – в столбцах Е12 и 5 % – в столбцах Е24.
3. Ход работы
3.1. Расчет режима работы транзистора на постоянном токе
3.1.1. Расчет сопротивлений резисторов цепей питания.
Цепи питания транзистора определяются способом подачи смещения вне зависимости от способа его включения на переменном токе. На рис. 1 показана схема смещения с эмиттерной стабилизацией.
Рис. 1. Схема включения транзистора на постоянном токе
Приняв
значения:
,
,
вычислим
напряжение между коллектором и эмиттером
транзистора и напряжение на базе, где
напряжение между базой и эмиттером UБЭ
= 0,6 В – для кремниевых транзисторов при
небольших токах коллектора.:
– коэффициент
передачи тока, где
–
максимальный и минимальный статические
коэффициенты передачи тока для ОЭ
По заданному току покоя I0К вычисляем ток базы I0Б, ток делителя IД и ток эмиттера I0Э:
042
Теперь вычислим сопротивления резисторов:
Номинальные
значения:
3.1.2. Расчет элементов модели транзистора.
Поскольку биполярный транзистор обладает высоким выходным сопротивлением и управляется током базы, логично рассматривать его как источник тока, управляемый током (ИТУТ) (рис. 2).
Рис. 2. Модель биполярного транзистора для постоянного тока (ИТУТ)
Параметры
модели получают по входному сопротивлению
на постоянном токе
и коэффициенту усиления тока базы
h21=118. Минус учитывает направление тока
коллектора.
3.1.3. Составление эквивалентной схемы каскада по постоянному току.
Заменив транзистор его эквивалентной моделью (рис.2), получим эквивалентную схему по постоянному току (рис. 3).
Рис. 3. Эквивалентная схема каскада по постоянному току
3.1.4. Вычисление на Fastmean тока покоя коллектора I0К.
Введем эквивалентную схему каскада (рис. 3.) в компьютер и, кликнув «Анализ на постоянном токе», определим ток покоя I0К. Результаты расчетов сводим в табл. 5.
Рис. 4. Эквивалентная схема каскада
Таблица 5
-
Параметр
RБ1
RБ2
RK
RЭ
h21
E0
I0К
Единица изм.
кОм
кОм
кОм
кОм
-
В
мА
Расчет
18
3,8
1
0,2
118
10
5,047
На Fastmean
18
3,8
1
0,199
118
10
5,032
Поскольку результаты совпадают с точностью ≤ 10%, то все расчеты выполнены верно.
3.1.5. Построение нагрузочной линии по постоянному току.
Рис.4. Типовая нагрузочная линия по постоянному току
По полученным результатам (табл. 5) построим нагрузочную линию для постоянного тока в исследуемом усилителе и отметим на ней точку покоя А.
10
4
А
5,032
8,33
Рис.4. Нагрузочная линия по постоянному току в исследуемом усилителе