3.3. Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3, v4

Биполярный транзистор КТ382А имеет следующие параметры:

• транзистор биполярный кремниевый;

• U_БЭ=0,7В;

• коэффициент усиления по току минимальный h_21min = 40;

• коэффициент усиления по току максимальный h_21max= 330;

• частота единичного усиления f_т = 1800 МГц;

• максимальный постоянный ток коллектора I_kmax = 20 мА;

• максимальное напряжение коллектор-эмиттер U_кэmax = 15 В;

• постоянная времени цепи обратной связи τ_к = 15пс;

• ёмкость коллекторного перехода С_к = 2 пФ;

• допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе Р_{К, ДОП} = 100мВт;

Для расчета сопротивлений резисторов … необходимо выбрать режимы работы транзисторов V3 и V4 (рисунок 6).

6. Принципиальная схема каскадов на биполярных транзисторах по постоянному току

Выбираем ток покоя транзистора V4:

Учитывая, что переменный коллекторный ток транзистора V3 меньше, чем переменный ток коллектора V4, можно выбрать постоянный коллекторный ток I_К3 ≤ I_К4.

Установив напряжение коллектор-эмиттер V4:

и напряжение на эмиттере V4:

можно определить напряжение:

Напряжение на базе V3:

Напряжение на коллекторе V4:

Теперь можно вычислить сопротивления резисторов … :

Для вычисления сопротивлений резисторов и нужно знать ток делителя I_Д3. Обычно его выбирают:

Сопротивления резисторов

Проверка расчета по постоянному току с помощью компьютера каскадов на биполярных транзисторах v3, v4

Правильность расчетов сопротивлений после их выбора по номинальному ряду удобно проверить с помощью компьютера. Для этого принципиальную схему каскадов на транзисторах V3 и V4 (рисунок 5) преобразуем в эквивалентную схему по постоянному току, заменяя биполярные транзисторы активными четырехполюсниками типа ИТУТ (рисунок 7, б), где H₁₁ – входное сопротивление биполярного транзистора на постоянном токе.

а) б)

7. Определение входного сопротивления (а) и эквивалентная схема биполярного транзистора (б) по постоянному току

Вследствие несовпадения направления постоянного коллекторного тока в реальном транзисторе и в компьютерной модели (рисунок 7, б) коэффициенту передачи тока h₂₁ необходимо присвоить знак «минус» (например, h₂₁ = –100).

Составим эквивалентную схему усилителя на биполярных транзисторах (рисунок 8) и с помощью программы Fastmean произведем расчет. Эта программа сама нумерует узлы и элементы схемы, чаще всего в порядке их набора.

При расчете используются сопротивления резисторов, выбранные по номинальному ряду. Сопротивления и не являются резисторами, они отражают эквиваленты входных сопротивлений переходов база–эмиттер транзисторов V3 и V4 (H_11,3 и H_11,4) по постоянному току (рис. 6, а). Их величины:

= H_11,3 = U_БЭ/I_Б3,

= H_11,4 = U_БЭ/I_Б4,

где U_БЭ = 0,7 В.

=

8. А) Эквивалентная схема усилительного каскада на v3,v4 по постоянному току[

С помощью команды «Анализ по постоянному току» в схеме рисунка 8 вычислим токи в резисторах и напряжения в узлах. В таблицу 7 вносим все результаты без учета знака.

8. Б) Расчёт по постоянному току в Fastmean

Таблица 7. Результаты компьютерного анализа и предварительных расчетов

Измеряемые параметры	V3				V4
Токи и напряжения	IД3	UБ3	UЭ3	IЭ3		UЭ4	UК4	IК4
Единицы измерения	мА	В	В	мА		В	В	мА
Расчет предварительный	0.022	2.40	1.70	0.25		1.00	6.00	0.50
Расчет компьютерный	0.021	2.47	1.74	0.26		1.03	5.82	0.51

Результаты совпадают с точностью ≤ 10% - расчет всех элементов схемы по постоянному току сделан правильно.