2. Снятие вах транзисторов

После были сняты входные и выходные ВАХ сборок из транзисторов BD139 и BD140. Поскольку транзисторы, включенные по схеме Дарлингтона работают как один составной транзистор, то характеристики снимались для сборки из двух транзисторов.

ВАХ транзисторов снимались с помощью встроенного прибора IV analyzer, что показано на рисунке 1.2:

Рисунок 2.2 – Схема для снятия ВАХ сборки из транзисторов

Были сняты выходные характеристики транзистора BD139, показанные на рисунке 2.3.

Также, для определения некоторых параметров транзистора понадобится нагрузочная прямая, которая строится для одного полупериода сигнала на семействе выходных характеристик.

Нагрузочная прямая по постоянному току проводится через точки (E;0) и ( ; ), где = 12 В (напряжение в состоянии покоя), а = 0,05 * (ток покоя).

По переменному току нагрузочная прямая проводится через точки: ( ; ) и ( ; + ).

Питание необходимо выбирать исходя из требуемой амплитуды выходного сигнала. = 8 В и используются двухтактная схема.

Величину источника питания следует выбирать из ряда: (5, 6, 9, 12, 15, 18, 24, 27, 36, 48) В [1]. С учетом небольшого запаса по напряжению возьмем источник питания E = 24 В.

Построим нагрузочные прямые и выберем рабочую точку, соответствующую классу усиления AB:

Рисунок 2.3 – Выходные ВАХ транзистора BD139

Точки с выходной ВАХ были перенесены на проходную.

Проходная характеристика сборки из двух BD139 представлена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Проходная ВАХ транзистора BD139

После чего была снята входная ВАХ (рисунок 1.4) и на нее были перенесены точки с выходной ВАХ.

Рисунок 1.4 – Входная ВАХ транзистора BD139

Определим входное сопротивление по линейному участку ВАХ:

Рассчитаем крутизну транзистора и коэффициент усиления по току в рабочей точке:

Затем, рассчитаем выходное сопротивление эмиттерного повторителя:

Теперь, имея коэффициент усиления по току, можно рассчитать входное сопротивление транзистора по переменному току с учетом обратной связи, создаваемой сопротивлением нагрузки:

Подытожив, можно сказать, что выбранной рабочей точке соответствуют следующие параметры:

= 0,5 мкА, = 10 мА, = В, = мА/В, = , = 185 кОм.

Сборка из двух комплементарных транзисторов BD140 имеет аналогичные статические характеристики, поэтому она в рассмотрении не нуждается.

3. Расчет элементов смещения и разделительных емкостей оконечного каскада

Рассчитаем резисторы , которые установят ранее выбранную рабочую точку, и округлим их до ближайшего номинала:

Входное сопротивление комплементарных транзисторов по переменному току рассчитывается по формуле:

Выразив получим:

Рассчитаем разделительные емкости для входной и выходной цепи:

Рассчитаем требуемый ток, который должен поступать на вход данного каскада:

Была проведена симуляция схемы, представленной на рисунке 1.5:

Рисунок 1.5 – результат симуляции

Результаты симуляции совпадают с расчетным значением.

2. Расчет усилителей напряжения

Усилитель должен соответствовать следующим требованием: обеспечивать коэффициент усиленнее по напряжению около 170; иметь выходное сопротивление много меньше, чем последующего каскада.

Усилитель напряжения представляет собой два каскада с общим эмиттером, работающих в режиме А. Начнем расчет с последнего из этих каскадов, изображенного на рисунке xx.