Методические указания к выполнению контрольной работы

В связи с тем, что оконечный каскад работает в режиме большого сигна-ла, для его расчёта применяется графо-аналитический метод с использованием выходных и входных характеристик транзисторов, указанных в таблице зада-ния. Эти характеристики транзисторов, а также их параметры приведены в при-ложениях 1 и 2 соответственно.

Содержание расчётов

В процессе расчёта необходимо:

1. Выбрать исходный режим работы транзисторов по выходной цепи, то есть определить параметры ,,, η;

2. Определить режим работы транзисторов по входной цепи, рассчитав параметры ,,,,,;

3. Рассчитать коэффициенты усиления по напряжению и мощности, а также КПД оконечного каскада;

4. Рассчитать ёмкость и сопротивлениев цепи положительной обратной связи;

5. Определить необходимое количество диодов в цепи смещения базы транзисторов -.

Расчёт каскада ведётся на одно плечо, а результаты получаются для кас-када в целом в силу того, что транзисторы оконечного каскада работают в ре-жиме AB, близком к режимуB, то есть поочерёдно в то время, как в нагрузке ток протекает в течение всего периода.

1. Расчёт режима работы транзисторов по выходной цепи выполняется с учётом того, что максимальный импульс тока в эмиттерной цепи транзистора будет

,

где – амплитуда выходного (коллекторного) напряжения.

2. Напряжение между коллектором и эмиттером в исходной рабочей точке определяется по выражению

,

где – остаточное напряжение, отсекающее слева на выходной статической характеристике транзистора область больших нелинейных искажений,; (см. рис. 2а).

3. Напряжение источника питания рассчитывается как , причём.

4. Ток покоя в исходной рабочей точке определяется как:

.

5. Требуемая амплитуда входного напряжения на входе составного тран-зистора –рассчитывается с учётом выражения

.

Амплитуда напряжения на входе мощного транзистора находится по входной характеристике для (рис. 2б). Амплитуда напряжения на вхо-де маломощного транзистора –определяется в результате необходи-мых построений с использованием выходной и входной характеристик (рис. 2в и 2г)¹. При этом следует иметь в виду характеристики мощного тран-зистора VT2 и помнить, что ток эмиттера транзистораVT1 , а напряжение между коллектором и эмиттеромVT1 . Таким об-разом, по точкам на семействе выходных статических характеристик мало-мощного транзистора VT1 строится его выходная динамическая характерис-тика, например:

для точки 0

U_кэ1(0) = U_кэ02 – U_бэ02; I_к1(0) = 1,2 I_б02;

для точки 3

u_кэ1(3) = u_кэ2(3) – u_бэ2 (3); i_к1(3) = 1,2 i_б2 (3);

для точки 4

u_кэ1(4) = u_кэ2(4) – u_бэ2 (4); i_к1(4) = 1,2 i_б2 (4) и т. д.

На семействе выходных статических характеристик транзистора VT1 (рис. 2в) отмечаются точки 0,3,4 и др. с соответствующими координатами, че-рез которые проводится линия. В результате получается выходная динамическая характеристика маломощного транзистора VT1 (следует иметь в виду, что эта характеристика может отличаться от прямой). Затем точки 1,2,3,4 и др. переносятся на входную характеристику транзистора VT1 (рис.2г), по которой определяются искомые величины , , а также промежуточные напряжения u_бэ1(2), u_бэ1(3), u_бэ1(4) и др., необходимые для построения сквозной динамической характеристики, с помощью которой рассчитывается коэф-фициент гармоник оконечного каскада.

Рис. 2. Выходные и входные характеристики оконечных транзисторов

VT2 и VT1

5. Расчёт коэффициента передачи по напряжению выполняется как:

.

6. Определение входного сопротивления составного транзистора

.

8. Входная мощность, необходимая для возбуждения оконечного каскада на составных транзисторах, определяется как:

.

9. Коэффициент усиления по мощности

.

10. Потребляемая мощность и коэффициент полезного действия око-нечного каскада η рассчитываются как:

,

где ;.

11. Сопротивления резисторов в цепях базы мощных транзисторовVT2 и VT4 рассчитываются следующим образом:

где определяется по входной характеристике дляVT2 (рис. 2б).

12. Сопротивление положительной обратной связи вычисляется как:

.

13. Требуемое количество диодов в цепи смещения базы оконечных тран-зисторов определяется как:

,

где , причём,– прямое напряжение на одном диоде.

14. Сопротивление резистора шунта определяется как:

,

где – ток покоя транзистора предоконечного каскада,

, причём, если оказался меньше, то следует зада-ваться.

15. Ёмкость накопительного конденсатора C определяется на основании допустимых изменений питающего напряжения. В приведённом выражении она измеряется в микрофарадах (мкФ):

,

где .

Контрольная работа выполняется либо на компьютере, либо рукописно; обязательно привести схему бестрансформаторного каскада и характеристики транзисторов, по которым производился расчёт.