3. 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:

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

2. Расчет предоконечного каскада

Предоконечный каскад предназначен для повышения малого сопротивления оконечного каскада.

1. 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.

1. Снятие вах транзисторов

После были сняты входные и выходные ВАХ транзистора BС547. Входная характеристика BС547 представлена на рисунке 1.2.

Выберем рабочую точку, соответствующую классу усиления AB:

Рисунок 1.4 – Выходные ВАХ транзистора BC547

Определим входное сопротивление по участку ВАХ:

Далее была снята проходная характеристика транзистора BC547, изображенная на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Проходная ВАХ транзистора BC547

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 одного 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:

= 0,1 мА, = 100 мА, = 740 мВ, = 4700 мА/В, = 215,5, = кОм, = 7,5 нс, = 7,54 нФ.

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. = 100 мА – это рабочая точка, выбранная ранее.