Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электроника и схемотехника. Практикум. Учебное пособие
.pdf
Задача. Рассчитать параметры остальных элементов схе-
мы, напряжения на этих элементах и протекающие через них токи, коэффициент усиления по напряжению в области средних
частот К0 (данные согласно варианту взять из табл. 7).
Таблица 7
Вариант
0 ГТ322Б 2500
1 МП39 850
2 МП40 900
3 МП41 950
4 ГТ108А 540
5 МП14 930
6 МП15 1300
7 МП39Б 1100
8 МП41А 750
9 ГТ309Б 4500
Тип
транзистора
h
11Э
,Омh
12Э
4× 10
7× 10
8× 10
7,5× 10
9× 10
7× 10
8× 10
6× 10
5× 10
9× 10
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
h
21Эh22Э
85
28
30
45
35
30
45
40
75
120
85× 10
55× 10
60× 10
50× 10
120× 10
100× 10
150× 10
45× 10
75× 10
250× 10
Rk,
Uэ,Вfн,ГцР
кОм
-6
3,2 2,0 35 0,2
-6
2,4 2,5 50 0,15
-6
3,1 2,2 30 0,15
-6
3,6 2,8 25 0,15
-6
1,8 1,1 65 0,075
-6
4,8 2,3 15 0,15
-6
1,5 0,8 70 0,15
-6
3,3 1,8 40 0,15
-6
4,5 3,1 10 0,15
-6
1,8 1,3 20 0,05
Вт
kmax
,
Решение
1. Определим падение напряжения на коллекторном
резисторе в состоянии покоя:
RIU ×=
kkk
.
2. Рассчитываем ток базы транзистора в состоянии
покоя:
h/II21=
ЭКБ
.
3. Ток делителя, протекающий по резисторам R1, R2,
берем в 5 раз больше тока базы:
II 5=
Бд
.
4. Рассчитываем напряжение питания схемы как сумму
трех напряжений:
.
UUUE ++=
ЭkКЭk
11
5. Определяем падение напряжения на резисторе R
+
=
делителя как сумму двух напряжений:
UUU
2
БЭЭ
.
Значение UЭ задано в табл. 7, напряжение UБЭ считаем рав-
ным для всех вариантов 0,2 В (на практике для германиевых
транзисторов оно обычно колеблется в пределах 0,2-0,3 В).
6. Определяем падение напряжения на резисторе R1 как
разность напряжений питания ЕК и падение напряжения на резисторе R2:
.
UЕU
-=
21
К
7. Рассчитываем сопротивление резистора R2 по закону
Ома:
.
/ IUR =
222
8. При расчёте сопротивления резистора R1 нужно учи-
тывать, что через него протекает сумма токов:
)/(
11 Бд
IIUR +=
.
9. Находим входное сопротивление усилителя Rвх, как
эквивалентное сопротивление трёх включённых параллельно резисторов R1, R2 и h
11Э
.
10. Сопротивление нагрузки усилителя берем такого же
значения:
Rн= Rвх.
11. Рассчитываем сопротивление резистора RЭ по закону Ома:
U
R+=
Э
Э
.
)(
II
Бk
12. Оцениваем ёмкость шунтирующего конденсатора СЭ в
эмиттерной цепи по приближенной формуле
),2/(1
rfС ×××=
где
p
hhr
/2=
ЭнЭ
.
ЭЭЭ
2212
13. Оцениваем ёмкость разделительного конденсатора на
входе схемы по приближенной формуле:
.
RfС ×= /1
вхнБ
14. Емкость разделительного конденсатора на выходе схемы
рассчитываем по аналогичной формуле, но вместо Rвх берем Rн:
.
RfС ×= /1
НнК
12
2
15. Определяем коэффициент усиления по напряжению в
=
области средних частот:
,
hRhК
/
ЭЭ
22кн210
где Rкн - сопротивление, эквивалентное параллельно включённым
резисторам Rк, Rн и R
/1=
ЭhR22ВЫХ
16. Рассеиваемая на коллекторе мощность
должна превышать максимально допустимой мощности Р
:
вых
.
не
IUP =
КЭk
k
кmax
Проведем проверку этого положения. При превышении мощности необходимо изменить режим работы транзистора, уменьшив
ток коллектора до 0,5 mA:
.
IUP =
kКЭk
Практическая работа № 5.
РАСЧЕТ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЯ
НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ
Цель работы: изучить основные методы расчёта усилите-
лей низкой частоты с общим эмиттером.
Задача. В схеме транзисторного усилителя низкой частоты
с общим эмиттером, описанной в практической работе № 4
(рис. 3), заданы параметры h
11э
, h
21э
и h
транзистора, сопротивле-
22э
ния Rн, Rк, а также напряжение входного сигнала Uвх. Рассчитать напряжение выходного сигнала U
Вариант h
11Э
,Омh
21Э
h
22Э
вых
, Ом
(табл. 8).
-1
Rн, кОм Rk, кОм Uвх, Вт
Таблица 8
.
0 880 110
1 700 40
2 1100 85
3 550 200
4 640 55
5 980 80
7× 10
4× 10
6× 10
7× 10
12× 10
8× 10
-5
-5
-5
-5
-5
-5
3,2 2,0 0,2
2,4 2,5 0,15
3,1 2,2 0,15
3,6 2,8 0,15
1,8 1,1 0,075
4,8 2,3 0,15
13
Окончание табл. 8
6 860 120
7 1000 90
8 540 100
9 950 60
5× 10
9× 10
4× 10
11× 10
-5
-5
-5
-5
1,5 0,8 0,15
3,3 1,8 0,15
4,5 3,1 0,15
1,8 1,3 0,05
Практическая работа № 6.
РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
Цель работы: изучить методы расчёта усилителей с обрат-
ной связью.
Задача. Усилитель на транзисторе по схеме с ОЭ охвачен
отрицательной обратной связью с коэффициентом βос. Рассчитать
коэффициент усиления по напряжению, если даны параметры
транзистора h
11э
, h
, h
, а также сопротивления коллекторной на-
21э
22э
грузки Rк и полезной нагрузки Rн (табл. 9).
Таблица 9
Вариант β
ос
h
11Э
, Ом h
21Э
0 0,05 700 63
1 0,1 500 85
2 0,04 680 120
3 0,15 950 100
4 0,08 1100 65
5 0,18 750 90
6 0,03 540 45
7 0,02 670 35
8 0,04 860 96
9 0,06 1200 130
h
4× 10
5× 10
6× 10
9× 10
4× 10
7× 10
12× 10
8× 10
14× 10
7× 10
22Э
, Ом
-5
-5
-5
-5
-5
-5
-5
-5
-1
Rн, кОм Rk, кОм
3,2 2,0
2,4 2,5
3,1 2,2
3,6 2,8
1,8 1,1
4,8 2,3
-5
1,5 0,8
3,3 1,8
-5
4,5 3,1
1,8 1,3
14
Практическая работа № 7.
-
МП42А
МП39
МП41
МП113
МП111
МП39Б
МП36А
П401
РАСЧЕТ ТРАНЗИСТОРНОГО УСИЛИТЕЛЬНОГО
КАСКАДА С ЭМИТТЕРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ
РАБОЧЕГО РЕЖИМА
Цель работы: изучить основные методы расчёта усилителей.
Задача. По данным табл. 10 рассчитать схему усилительно-
го каскада (рис. 4). Рекомендуется следующая последовательность решения задачи.
1. Записать необходимые параметры заданного транзистора,
изобразить схему усилительного каскада (см. рис. 4), объяснить назначение каждого элемента схемы, выбрать значение напряжения ис-
точника питания Ек<U
кэ max доп
, чтобы Ек»(1,2¸1,5)2U
m вых
.
2. Перечертить входную характеристику Iб=f(Uбэ) при Uкэ=-5 В
и семейство выходных вольт-амперных характеристик Iк=f(Uкэ) при
Iб=const, на которых по нескольким точкам построить кривую до-
пустимой мощности, рассеиваемой транзистором, Рк=IкUк=const (см.
табл. 10, рис. 6-18) при нормальной рабочей температуре. Ниже этой
кривой из точки Uкэ=Ек, выбрав наиболее подходящий угол наклона,
провести нагрузочную линию Uкэ=Ек-Iк(Rк+Rэ), на которой выбрать
и отметить положение рабочей точки покоя в режиме класса А и
допустимые при этом пределы изменения амплитуды базового тока
±Imб, соответствующие максимальному значению входного сигнала.
Таблица 10
Предельные зна-
чения
Iк,
Uкэ,
В
Р
м
мВт
А
доп
,
Вари
ант
1
2
3
4
5
6
7
8
h
,
´10
hб-Параметры
´
12б
h
-3
21б
h
22б
´10-6,
Ом
Схема
´
Тип
транзи-
стора
h
11б
Ом
30 2 -0,96 1 ОЭ 15 20 200
30 1 -0,93 1 ОЭ 15 20 150
35 1 -0,97 1 ОЭ 15 20 150
50 1 -0,96 1 ОЭ 10 20 150
50 0,5 -0,93 1 ОЭ 20 20 150
32 1 -0,96 1 ОЭ 15 20 150
20 5 -0,96 2 ОЭ 15 20 150
20 2 -0,98 2 ОЭ 10 10 50
15
Окончание табл. 10
МП41А
МП25
w
+
=
-
-
=
(
)
9
0
25 2 -0,98 1 ОЭ 15 20 150
25 3 -0,93 2 ОЭ 15 20 150
Положение рабочей точки на входной динамической (пере-
ходной) характеристике должно соответствовать значению тока
Iб0, при котором выбрана рабочая точка на пересечении линией
нагрузки и выходной характеристики. На графиках выходных и
входной характеристик изобразить (подобно рис. 5) кривые
tIIi
sin
mкк0к
,
+=
mкк0кэкэ
sin
,
tUUu
w
+=
mбб0б
sin
.
tIIi
w
3. По графику определить значения и записать в тетрадь:
Iб0; ±Imб=±0,5(I
U
;
бэ0
±U
mбэ
=±U
mвх
бmax-Iбmin
; U
кэ0
); Iк0; ±Imк=±0,5(I
; ±U
mкэ
=±U
=±0,5(U
вых
кmax-Iкmin
кэmax-Uкэmin
); Iэ0=Iб0+Iк0;
).
4. Рассчитать:
b=a
/(1-a); Rэ=(0,2¸0,3)Ек/Iэ0; r
вх.транз=rб
+(1+b)rэ»h
11э
.
5. Задавшись значением сопротивления резистора
R1»(2¸5)r
, определить:
вх.транз
+
дел
RIUЕ
ээкк
.
000к
URI
0бэ0
.
UI
+
I
=
дел
бээ
R
1
или принять I
00
;
R
»(2¸5) Iб0 и найти
дел
-
=
2
+
RIЕ
1делк
;
R
=
II
к
б0дел
R
1
I
ээ
=
I
Эквивалентное сопротивление базовой цепи для перемен-
ной составляющей входного тока Rб=R1||R2=R1R2/(R1+R2).
Емкость конденсатора при частотной полосе входного сиг-
нала в пределах fн=100 Гц; fв=10000 Гц:
7
э
=
( )
¸
10
С
;
С
=
р
Rf
221
p
э
н
( )
7
10
221
p
¸
,
Rf
вх.каскн
где Сэ, Ср - в мкФ.
Входное и выходное сопротивления каскада:
//rRR
;
вх.транзбвх.каск
1/ .
22квых.каск
RRhRR »+=
ккэ
Коэффициенты усиления каскада без дополнительной
внешней нагрузки, а также без учёта ЭДС и внутреннего сопротивления входного сигнала:
16
/ IIК
/(1)
b bg
=+
i
вхвых
/)( RRКb-=
;
b
»=
;
вх.каскки
Полезная выходная мощность каскада:
2
.
/5,0 RUР =
к
выхmвых
Полная мощность, расходуемая источником питания:
2
делэ00
к
)( RIRRIEIР
+++=
Электрический КПД каскада
.
22б021
Р
вых
э
Р
0
100
×=h
.
Коэффициент нестабильности каскада по коллекторному току:
S
где
g
Рис. 4. Схема транзисторного усилительного каскада с
эмиттерной стабилизацией рабочего режима
или
.
)RR/(R
+=
бээ
,/1
RRS +»
эб
.
ККК ×=
иiр
а б
Рис. 5. Определениe рабочего режима транзисторного усилительного
каскада при работе в классе А по динамической входной (переходной)
характеристике (а) и семейству статических выходных характеристик (б)
17
Рис. 6. Усреднённые входные характеристики биполярных
транзисторов МП39, МП39Б, МП41, МП41А, МП42А в схеме с ОЭ
Рис. 7. Усреднённые выходные характеристики биполярных
транзисторов МП39Б, МП41 в схеме с ОЭ
Рис. 8. Усреднённые выходные характеристики транзистора
МП42А в схеме с ОЭ
18
Рис. 9. Усреднённые выходные характеристики биполярного
транзистора МП39 в схеме с ОЭ
Рис. 10. Усреднённые выходные характеристики транзистора
МП41А в схеме с ОЭ
Рис. 11. Усреднённые входные характеристики и биполярных
транзисторов МП25 и МП36А в схеме с ОЭ
19
Рис. 12. Усреднённые выходные характеристики биполярного
транзистора МП25 в схеме с ОЭ
Рис. 13. Усреднённые выходные характеристики биполярного
транзистора МП36А в схеме с ОЭ
Рис. 14. Усреднённые входные характеристики биполярных
транзисторов МП111 и МП113 в схеме с ОЭ
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]