3. Расчет предоконечного каскада

Исходными данными для расчета являются:

U_вых=4.5 В

R_H=535 Ом

Un=18B

При выборе транзистора предоконечного каскада следует учитывать следующие ограничения:

f_гр>2/_{ф i}=2/510^-8=40 МГц

I_{к max}>Е_{к ОК}/R_н=18/535=33.6 мА

U_{кэ max}>Е_{к ОК}=18 В

Р_{к max}>U_{кэ max} I_{к max}=18·0.0335=0,6 Вт (3.1)

Подходящим является транзистор КТ606Б. Параметры такого транзистора приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1.

Параметр	Значение	Единицы измерения
Iк max	400	мА
Uкэ max	70	В
Рк max	3	Вт
fгр	100	МГц
к	100	пС
Скэ	10	пФ
rб'	5	Ом
IКЭ0	100	мкА

Поскольку транзистор работает в режиме большого сигнала, то расчет предоконечного каскада будем проводить графически. Принципиальная схема предоконечного каскада приведена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Принципиальная схема предоконечного каскада.

На семействе выходных характеристик транзистора КТ606А строим линию нагрузки для постоянного тока (статическую линию нагрузки).

1) U_кэ=Е_к, I_к=0

2) U_кэ=0, I_к=I_{к max}=Е_к/R_=18/1000=18 мА (3.2)

где сопротивление R_=R_к+R_э+R_ос принимаем равным 1000 Ом.

Принимаем величину сопротивления R_э' =R_э+R_ос=0,1 R_=0,11000=100 Ом, тогда:

R_к=R_-R_э' =1000-100=900 Ом (3.3)

Принимаем 910 Ом

Определяем эквивалентное сопротивление нагрузки каскада:

R_экв=R_кR_н/(R_к+R_н)=910535 /(910+535)=337 Ом (3.4)

Задаём следующее положение рабочей точки О:

I_К0=8 мА, U_КЭ0=11 В, I_Б0=32 мкА, U_БЭ0=0,56 В.

Строим динамическую линию нагрузки, для этого находим максимальное значение тока коллектора:

I_{к max}' =Е_к/R_экв=18/337=53 мА (3.5)

Графически находим y – параметры транзистора в точке О', соответствующей середине амплитуды выходного тока в импульсе:

(3.6)

(3.7)

(3.8)

Коэффициент усиления каскада:

(3.9)

(3.10)

Требуемый коэффициент К=15. Для того, чтобы его добиться вводим последовательную ОСС с частотным шунтированием сопротивления в цепи эмиттера, это снизит коэффициент усиления до требуемого значения и увеличит верхнюю граничную частоту.

Найдем необходимый фактор ООС:

(3.11)

Найдем необходимое значение R_Э1:

R_Э1=10 (3.12)

Следовательно,

(3.13)

Принимаем: 91 Ом

Определяем номиналы сопротивлений Rб1 и Rб2 базового делителя. Такой расчет проводим по методике [7, стр.59].

∆ I_К0*= I_КЭ0 (е^∆Т-1)= 510^-6(е^{0,1(55-20)}-1)= 0,16 мА (3.14)

∆ I_К0=0,1 I_К0=0,18=0,8 мА (3.15)

Коэффициент термостабилизации:

N_S=∆ I_К0/∆ I_К0*=0,8/0,16=5 (3.16)

Далее, находим:

R_ст= R_э( N_S -1)/[1- N_S (1-)]=1000(5-1)/[1-5(1-0,82)]=400Ом (3.17)

R_б2= R_стЕ_к/( Е_к-U_Б0-[ I_К0+ I_Б0] R_э- R_ст I_Б0)=

=400 18/(18-0,56-[ 810^-3+3210^-6]1000-400 3210^-6)=766 Ом (3.18)

Принимаем: R_б2=820 Ом

R_б1= R_б2R_ст/(R_б2-R_ст)=766400/(766-400)=837 Ом (3.19)

Принимаем: R_б1=910 Ом

Рассчитаем номиналы разделительных конденсаторов С_р2 (рис. 3.1) из условия равномерного распределения спада плоской части импульса [7, стр.12].

(3.20)

Применяем: 83 нФ

(3.21)

Принимаем: Сэ=36 нФ

Найдем глубину ОСС:

(3.22)

Определим входное сопротивление каскада:

(3.23)