электроника 1.1 идз 2 (вар 64)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГРАФО-АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2

Вариант 64

по дисциплине:

Электроника 1.1

Исполнитель:
студент группы	5А38				08.05.2025
Руководитель:
преподаватель

Томск – 2025

Исходные данные для индивидуального задания представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

№ варианта	Тип транзистора
64	КТ206Б

Исходные данные для расчёта выпрямителя:

КТ206Б – транзистор малой мощности средней частоты (с граничной частотой от 3 до 30 МГц). Тип транзистора – n-p-n.

Безкорпусной, без кристаллодержателя, с защитным покрытием, с гибкими выводами. Масса транзистора не более 0,002 г. Предназначены для работы в усилительных и импульсных микромодулях и блоках в герметизированной аппаратуре. [1]

Номинальные и предельные параметры представлены на рис. 1, статические входные и выходные ВАХ на рис. 2, условия эксплуатация на рис. 3 [2].

Рис. 1 – Параметры транзистора

Рис. 2 – Статические входные и выходные вольтамперные характеристики

Рис. 3 – Условия эксплуатации

Рис. 4 – Схема электрическая принципиальная усилительного каскада

Рис. 5 – Схема электрическая принципиальная усилительного каскада для постоянного тока

Расчет усилителя переменного тока графоаналитическим методом

1. Предельные режимы работы транзистора

В паспортных данных каждого транзистора указывается его предельно допустимая мощность рассеивания, превышение которой недопустимо.

Будем задавать дискретные значения напряжения , , , , и для каждого этого значения напряжения вычислим предельно допустимое значение коллекторного тока :

Отложим эти значения напряжений и токов в осях координат и построим по полученным точкам гиперболу допустимых мощностей. Совмещая кривую с выходными характеристиками транзистора, добавляем линию нагрузки, которая не должна выходить за пределы рабочей области.

Рис. 6 – Гипербола допустимых мощностей для транзистора КТ206Б

На рис. 6 заштрихована рабочая область семейства выходных характеристик транзистора для схемы с общим эмиттером.

2.1. Расчёт рабочего режима транзистора

Транзистор усиливает сигналы переменного тока, на вход подается чаще всего знакопеременный сигнал. Для того, чтобы усилить весь сигнал, на входную цепь транзистора вводят смещение.

Рис.7 – Схема усилительного каскада

Рис.8 – Режимы работы биполярного транзистора

2.2. Построение линии нагрузки по постоянному току

Напряжение задаем исходя из ряда 6,9,12,15,20,24,27,30 В.

Угол задаем в диапазоне

Рис. 9 – Линия нагрузки по постоянному току

2.3. Определение параметров покоя усилительного каскада (координаты рабочей точки на входных и выходных характеристиках)

2.4. Определение сопротивлений и

На практике

Зададим

Составим уравнение по 2-му закону Кирхгофа для выходного контура:

Международной электротехнической комиссией (МЭК) установлено семь предпочтительных рядов для номинальных значений: ЕЗ; Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192.

Значения ряда Е24 для выбора номиналов:

1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,3; 4,7; 5,1; 5,6; 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1.

Рис. 10 – Ряд Е24 для резисторов

По ряду Е24 выбираем номинал резистора

Тогда

По ряду Е24 выбираем номинал резистора

2.5. Определяем сопротивления делителя напряжения

На практике

Зададим

Составим уравнение по 2-му закону Кирхгофа для контура:

По ряду Е24 выбираем номинал резистора

Рис. 11 – Схема для определения токов по 2-му закону Кирхгофа

Составим уравнение по 2-му закону Кирхгофа для контура:

По ряду Е24 выбираем номинал резистора

3. Динамические характеристики транзистора

3.1. Построение линии нагрузки по переменному току

Углы наклона линий нагрузки по переменному и постоянному току не должны отличаться более 20%. Иначе линия нагрузки по переменному току пересечет ось напряжения вблизи напряжения покоя , что снизит КПД.

Для близких углов наклона нагрузочных линий справедливо соотношение:

Пренебрегая падением напряжения на емкостях по переменному току, нагрузка усилительного каскада состоит из параллельно включенных сопротивлений и .

Зададим

3.2. Построение линии нагрузки по переменному току

Зададим приращение по напряжению 

Приращение по току:

Отложим его вверх от , далее проводим линию нагрузки по переменному току.

Рис. 12 – Линия нагрузки по переменному току

3.3. Проведение графических построений – задаем входной сигнал

Диапазон изменения амплитудного значения входного сигнала:

Диапазон изменения нижней граничной частоты входного сигнала:

Принимаем:

Рис.13 – Графическое построение входного сигнала

После проведения построения получаем:

3.4. Находим параметры усилительного каскада, характеризующие его работу

Коэффициент усиления по току :

Коэффициент усиления по напряжению

Мощность выходного сигнала :

Мощность входного сигнала :

Коэффициент усиления по мощности :

Входное сопротивление переменному току :

Выходное сопротивление переменному току :

Мощность рассеяния тепловых потерь на коллекторном переходе :

Мощность, потребляемая от источника питания :

Коэффициент полезного действия коллекторной цепи :

3.5. Блокировочные, фильтрующие и разделительные конденсаторы должны удовлетворять следующим условиям:

Нижняя граничная круговая частота входного сигнала равна:

По ряду Е24 выбираем номинал емкости

По ряду Е24 выбираем номинал емкости

По ряду Е24 выбираем номинал емкости

По ряду Е24 выбираем номинал емкости

Все поставленные выше условия выполняются.

Список используемой литературы:

1. КТ206 , kt206 , справочник транзисторов, параметры транзисторов, характеристики транзисторов

2. Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам. 10-е изд. перераб. и доп. – К.: Технiка, 1984. – 424 с. (переиздание 2015 г.)