Снятие вах транзисторов
После были сняты входные и выходные ВАХ транзисторов BD139 и BD140. Входная характеристика BD139 представлена на рисунке 1.2.
Выберем рабочую точку, соответствующую классу усиления AB:
Рисунок 1.2 – Входная ВАХ транзистора BD139
Определим входное сопротивление по линейному участку ВАХ:
Далее была снята проходная характеристика транзистора BD139, изображенная на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – Проходная ВАХ транзистора BD139
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:
Далее
рассчитаем постоянную времени транзистора
:
Тогда входная динамическая емкость транзистора:
где
– коэффициент усиления по напряжению.
Подытожив, можно сказать, что выбранной рабочей точке соответствуют следующие параметры:
=
5 мА,
= 0,45 А,
= 850 мВ,
= 4700 мА/В,
= 56,
= 468 Ом,
= 7,5 нс,
=
7,54 нФ.
Комплементарный транзистор BD140 имеет аналогичную входную характеристику, изображенную на рисунке 1.3, поэтому в дальнейшем для расчетов будут использоваться характеристики, полученные для транзистора BD139.
Рисунок
1.3 – Входная ВАХ транзистора BD140
Затем были сняты выходные характеристики транзистора BD139, показанные на рисунке 1.3.
Рисунок 1.4 – Выходные ВАХ транзистора BD139
Нагрузочная
прямая в данном случае строится через
две точки с координатами (E:0)
и (
;
).
выбирается исходя из требуемой выходной
амплитуды (8 В). Взяв небольшой запас,
примем
= 9,5 В.
= 450 мА – это рабочая точка, выбранная
ранее.
Питание
необходимо выбирать исходя из требуемой
амплитуды выходного сигнала, т. к.
= 8 В возьмем источник питания E
= 24 В. Как видно из рисунка 1.4, рабочая
точка выбрана правильно, т.к коллекторный
ток в отсечку не уходит.
Расчет элементов оконечного каскада
Рассчитаем
резисторы
,
которые установят ранее выбранную
рабочую точку, и округлим их до ближайшего
номинала:
Т.к ток от источника питания протекает через два перехода база-эмиттер, и, соответственно, два базовых резистора, каждый из резисторов должен иметь значение R/2, поэтому в формулу был добавлен множитель 1/2.
В таком случае входное сопротивление комплементарных транзисторов по переменному току рассчитывается по формуле:
Выразив
получим:
Рассчитаем разделительные емкости для входной и выходной цепи:
Расчет предоконечного каскада
Предоконечный каскад предназначен для повышения малого сопротивления оконечного каскада.
Выбор транзисторов
Транзисторы будут использоваться в режиме АВ и включены по такой же схеме, как и оконечный каскад, изображенный на рисунке 1.1.
Требования
к выходному напряжению сохраняются:
8 В.
Максимальный требуемый эмиттерный ток (амплитудное значение), рассчитывается по формуле:
По этим параметрам выбираются транзисторы T1 и T2 для оконечного каскада из доступных в симуляторе. Наиболее подходящими оказываются транзисторы BC547 и BC557 соответственно, параметры которых приведены ниже:
1. Максимальный коллекторный ток = 0,1 А;
2. Максимальная рассеиваемая мощность на коллекторе = 0,5 Вт;
3. Статический коэффициент усиления по току = 110 220;
4. Максимальное напряжение коллектор-эмиттер = 30 В;
5. Емкость база-коллектор = 3.5-6 пФ;
6. Объемное сопротивление базы = 1 Ом;
7. Граничная частота транзистора = 300 МГц.