1.1. Расчет каскада по постоянному току

Будем считать заданными режимные величины I_Э  I_К и U_КБU_КЭ. Они либо заимствуются из справочника, либо выбира­ются из соображений, кратко сформулированных вначале. Кроме того, могут быть известными напряжение питания Е_К, сопротивления R_ВХ и R_К которые, получаются в результате предшествующего расчета каскада по переменному току. Из параметров транзистора следует знать , его зависимость от температуры, статичес­кие характеристики, тепловой ток I_KO и сопротивление r_Б.

В качестве примера рассмотрим расчет каскада с ОЭ, изображенного на рис.1.5 при следующих исходных данных: Е_К =12В; S=3.

Рис. 1.5. Каскад с общим эмиттером

Тип транзистора КТ315Г, =50-350:

1) выбираем точку покоя I_КА =20 мА ;

2) полагая, что напряжение на коллекторе транзистора в режиме покоя примерно равно половине питания (что обеспечивает максимальный размах выходного напряжения при наличии входного сигнала), а падение напряжения на резисторе R_Э не превышает значения 0,1Е_К, находим R_К из уравнения:

Е_К = I_КАR_К + U_KA = I_KAR_K + U_KЭA + I_ЭAR_Э = I_KAR_K + 0,5E_K

R_K = 300 Ом;

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем номинал 330 Ом. Другое ближайшее значение – 270 Ом, но уменьшение сопротивление приведет к уменьшению коэффициента усиления, что нам, очевидно, нежелательно. Увеличение RK приведет к уменьшению коллекторного тока покоя до 18 мА, но для предварительного усилителя это непринципиально (ток точки покоя был просто выбран, равным 20 мА, без серьезных обоснований).

3) учитывая, что I_ЭА  I_КА и U_ЭА =0,1Е_К, находим R_Э:

R_Э = 67 Ом;

Ближайшее значение стандартного ряда – 68 Ом.

4) определим I_БА=I_КА/. Приблизительный расчет обычно проводится при отсутствии справочной информации и точных данных конкретного транзистора. По этой причине нельзя определить точное значение . Выберем среднее значение заданного в условиях диапазона, обеспечивающее простоту расчета,  = 100 (значение тока коллектора в расчетах принимаем уже равным 18 мА):

I_БА = 0,18 mA;

Напряжение U_БЭА, соответствующее току I_БЭА, определяется по входной характеристике тран­зистора. Но, в условиях приблизительного расчета, не имея характеристик транзистора, учтем, что это напряжение для маломощного кремниевого транзистора обычно не превышает 0,6-0,7 В. При этом, чем меньше базовый ток, тем меньше и это напряжение. Возьмем в качестве грубой оценки:

U_БЭА = 0,5 В;

5) примем величину тока I_R2 в 5 раз большей тока базы покоя, что избавит нас от необходимости учета влияния входного сопротивления транзистора на его режим. Тогда напряжение на резисторе R₂ будет равным:

U_R2 = U_БЭА + I_ЭАR_Э = 0,5+0,018*68 = 1,72 В;

R₂ = U_R2/(5I_БА) = 1,9 кОм;

6) отсюда можем вычислить значение R₁:

U_R1 = E_K – U_R2 = 10,28 B

R₁ = U_R1/(6I_БА) = 9,52 кОм.

Используя тот же стандартный ряд сопротивлений (Е24), получим значения резисторов:

R₂ = 1,8 кОм,

R₁ = 9,1 кОм.

«Округление вниз» для резистора R₂ (cоответственно, и для R₁) еще уменьшает реальное влияние входного сопротивления транзистора, не учитываемое нами в расчетах.