Федеральное агентство связи

ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

Расчет усилителей на биполярных транзисторах

Курсовая работа по дисциплине «Основы схемотехники»

Пояснительная записка

210405 000000 014 ПЗ

Руководитель		В.А. Матвиенко
канд. техн. наук, доцент
Студент группы РЕ-81		И.Д. Тутынин

Екатеринбург

2010

Введение

Курсовая работа по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств» заключается в расчете типового усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером.

Целью курсовой работы является

• закрепление теоретических знаний, полученных при изучении дисциплины;

• формирование углубленного понимания физических процессов в усилительных устройствах;

• изучение методов расчета усилительных устройств и их основных параметров;

• ознакомление с элементной базой аналоговых электронных устройств;

• получение навыков информационного поиска и пользования справочной информацией;

• ознакомление с системой стандартизации и приобретение опыта применения стандартов в практической деятельности;

• усвоение правил составления и оформления технической документации.

Исходные данные к курсовой работе включают:

• тип транзистора;

• номинальное напряжение источника питания;

• сопротивление резистора в цепи коллектора;

• сопротивление нагрузки каскада.

Расчет усилительного каскада

1.1. Исходные данные к курсовой работе

Тип активного элемента	Транзистор биполярный
Схема включения активного элемента	ОЭ
Используемый активный элемент	КТ208Е
Напряжение источника питания, Eп	24 В
Номинал резистора в цепи, Rк	1,6 кОм
Номинал резистора в выходной цепи, Rн	2,2 кОм

В соответствии с заданными исходными данными выбираем схему включения с общим эмиттером и с эмиттерной стабилизацией.

Рис. 1 каскад с общим эмиттером.

1.2. Характеристики используемого транзистора

1.3. Выбор режима работы транзистора

На семействе выходных характеристик транзистора построим нагрузочную прямую по постоянному току. Сопротивление в цепи эмиттера возьмем из соотношения:

Такое сопротивление обеспечит достаточно высокую стабильность рабочей точки и не сильно уменьшит коэффициент использования напряжения источника питания.

После расчета сопротивления R_Э сразу же выберем ближайшее стандартное значение по ряду Е24. В последующих вычислениях используем стандартное значение сопротивления R_Э.

R_э=0,33кОм±5%

Далее по формуле

рассчитаем напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке U_КЭ рт. Будет удобнее, если рабочая точка совпадет с одной из выходных характеристик семейства, поэтому в качестве рабочей точки выберем ближайшую к рассчитанному значению U_КЭ рт точку пересечения нагрузочной прямой по постоянному току с одной из характеристик семейства. Если шаг выходных характеристик транзистора велик, то «подтягивание» рабочей точки к ближайшей выходной характеристике может привести к существенному отклонению рабочей точки от оптимального значения. В этом случае можно построить дополнительную выходную характеристику и выбрать рабочую точку на ней. Отметим выбранную рабочую точку на выходных характеристиках транзистора. Определим ток коллектора в рабочей точке I_К рт.

% мА

Рис. 2 выходная характеристика транзистора

Отметим выбранную рабочую точку на входной характеристике транзистора. В справочниках обычно приводятся две характеристики: при напряжении коллектор-эмиттер U_КЭ = 0 и при напряжении U_КЭ ≠ 0 (у транзисторов поздних разработок U_КЭ = 5 В). Первая характеристика соответствует режиму насыщения, а вторая – нормальному активному режиму. Поскольку в усилителях транзисторы работают в нормальном активном режиме, то рабочую точку следует построить на входной характеристике при напряжении U_КЭ ≠ 0, при этом не имеет никакого значения соотношение напряжения, для которого приведена входная характеристика в справочнике, и напряжения в рабочей точке U_КЭ рт. На входной характеристике рабочая точка строится по току базы I_Б рт, соответствующему выходной характеристике, проходящей через рабочую точку. Проекция рабочей точки на ось напряжения база-эмиттер даст значение напряжения база-эмиттер в рабочей точке U_БЭ рт. Выпишем параметры рабочей точки: U_КЭ рт, I_К рт, U_БЭ рт, I_Б рт.

Рис. 3 входная характеристика транзистора

I_{k рт}=6.4мА, U_{бэ рт}=0.65В, U_{кэ рт}=9.13В, I_{б рт}=0.04мА