Министерство транспорта и коммуникаций Республики Беларусь

УО «Белорусская государственная академия авиации»

Факультет гражданской авиации

Кафедра естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин

Специальность 1-37 04 02 «Техническая эксплуатация авиационного оборудования».

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Моделирование транзисторного усилительного каскада в среде Multisim

курсанта курса

факультета гражданской авиации

наименование. факультета

_____ _____

фамилия, имя, отчество курсанта

Научный руководитель

должность, уч. степень, уч. звание подпись, дата инициалы, фамилия

Зав. кафедрой

уч. степень, уч. звание подпись, дата инициалы, фамилия

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ГРАФОАНАЛИТИЧЕКИЙ РАСЧЕТ РЕЖИМА РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРА В КЛАССЕ А 5

2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА В СХЕМЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОВ ПРИ ОДНОМ ИСТОЧНИКЕ ПИТАНИЯ 7

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА В СРЕДЕ MULTISIM 10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 12

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире, где технологии активно продвигаются вперед, электротехника и электроника играют ключевую роль в разработке и усовершенствовании различных электронных устройств. Одним из важных элементов в электронике является транзисторный усилительный каскад, который находит применение во многих сферах, начиная от аудиоусилителей и заканчивая радиотехникой.

Актуальность данной темы обусловлена постоянным стремлением к улучшению характеристик электронных устройств, таких как усилители сигналов. Изучение и оптимизация транзисторных усилителей в среде Multisim позволяют более глубоко понять принципы их работы, что, в свою очередь, способствует созданию более эффективных и совершенных электронных устройств.

1 ГРАФОАНАЛИТИЧЕКИЙ РАСЧЕТ РЕЖИМА РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРА В КЛАССЕ А

Запишем исходные данные:

Тип транзистора: МП41

h_11b = 35 Ом

h_12b = 110^-3

h_21b = -0,97

h_22b = 110^-6 См

U_кэ = 15 В

I_к = 40 мА

P_доп = 150 мВт

E_k = 9 В

Изобразим выходные и выходные характеристики:

Рисунок 1 – Входная характеристика биполярного транзистора МП41

Рисунок 2 – Выходные характеристики транзистора МП41 в схеме с ОЭ

В соответствии с планом выполнения задания изобразим на характеристиках нагрузочную кривую и характерные точки:

а

б

Рисунок 3 – Определение рабочего режима транзистора по входной

характеристике (а) и по семейству выходных характеристик (б)

Исходя из проведенного графического анализа, зафиксируем основные характеристики транзистора: I_б0 = 0,8 мА; ± I_mб = 0,4 мА; I_к0 = 27 мА; ±I_mk = 11 мА; I_э0 = 27,8 мА; U_бэ0 = 0,31 В; U_mб = 0,057 В = U_mвх; U_кэ0 = 3,5 В, U_{m вых} = 2,0

2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА В СХЕМЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОВ ПРИ ОДНОМ ИСТОЧНИКЕ ПИТАНИЯ

Рассчитаем значения hэ-параметров для схемы с общим эмиттером:

101\* MERGEFORMAT (.)

Для схемы включения транзистора с общим эмиттером определим входное сопротивление транзистора и коэффициент передачи тока

Рассчитаем значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов:

202\* MERGEFORMAT (.)

Задавшись значением сопротивления , определим:

303\* MERGEFORMAT (.)

404\* MERGEFORMAT (.)

505\* MERGEFORMAT (.)

Найдем эквивалентное сопротивление базовой цепи для переменной составляющей входного тока:

606\* MERGEFORMAT (.)

Значения емкости конденсаторов при частотной полосе входного сигнала в пределах определяются так:

707\* MERGEFORMAT (.)

808\* MERGEFORMAT (.)

Входное и выходное сопротивления каскада могут быть вычислены в соответствии со следующим образом:

909\* MERGEFORMAT (.)

10010\* MERGEFORMAT (.)

Полезная выходная мощность каскада

11011\* MERGEFORMAT (.)

Коэффициенты усиления каскада без дополнительной внешней нагрузки, а также без учета внутреннего сопротивления источника входного сигнала имеют вид:

12012\* MERGEFORMAT (.)

Найдем полную мощность, расходуемую источником питания:

13013\* MERGEFORMAT (.)

Определим электрический КПД усилительного каскада:

14014\* MERGEFORMAT (.)

Найдем коэффициент нестабильности каскада по коллекторному току:

15015\* MERGEFORMAT (.)

Где

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА В СРЕДЕ MULTISIM

Рисунок 4 – Схема транзисторного усилительного каскада с эмиттерной стабилизацией рабочего режима

Проведем моделирование схемы в программе Multisim, как показано на рисунке 4. Из-за устаревания транзистора "МП39" нам не удается выбрать его в программе Multisim. Все представленные в программе транзисторы являются более современными по сравнению с "МП39" и его аналогами. В связи с этим, мы применим наиболее подходящий транзистор - '2N6211'.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте, были рассмотрены основные аспекты моделирования транзисторного усилительного каскада с использованием программы Multisim в контексте электротехники и электроники.

В первой главе проведен графоаналитический расчет режима работы транзистора в классе А, что позволило уяснить его базовые характеристики и свойства.

Во второй главе, произведен расчет основных параметров транзисторного усилительного каскада в схеме с общим эмиттером при одном источнике питания. Это позволило определить ключевые характеристики усилительной схемы.

В третьей главе, рассмотрено моделирование транзисторного усилительного каскада с использованием среды Multisim. Это предоставило возможность визуально оценить и проверить рассчитанные параметры в виртуальной среде.

Данная работа позволила глубже понять процессы, происходящие в транзисторных усилительных каскадах, а также овладеть навыками использования современных средств моделирования, таких как Multisim.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Миленина, С.А. Электротехника, электроника и схемотехника / С. А. Миленина. – Москва: Юрайт, 2015. – 400с.

2. Харламов, В. В. Методические указания к самостоятельным занятиям по курсу электроники / В. В. Харламов. – Омск: ОмГУПС, 2007. - 43 с.