1. Расчёт коэффициента усиления

Определим напряжение на нагрузке Uн:

Uн = ==3,6 ,В

Найдём амплитудное значение напряжения U_Hт:

U_Hт = √2*Uн = √2*3,6 = 5,1 ,В

Определим коэффициент усиления замкнутого усилителя Кос:

Кос = == 20,4

Предположим, что число каскадов n равно одному, тогда:

Мос_н(ω_н) = Мос_в(ω_в) =

X ===1

Составим квадратное уравнение и решим его относительно Кβ:

= 0,83

0,83* = 1- Кβ

0,6889*(2-2Кβ+ Кβ²) = 1-2Кβ+ Кβ²

0,3778+0,622 Кβ -0,311Кβ² = 0

Кβ = -0,49

Найдём коэффициент усиления разомкнутого усилителя:

К=Кос*(1-Кβ) = 20,4*(1+0.49) = 30,36> 10

Следовательно, усилитель не может быть однокаскадным.

Предположим, что число каскадов n равно двум, тогда:

Мос_н(ω_н) = Мос_в(ω_в) =

X ===1

Составим квадратное уравнение и решим его относительно Кβ:

= 0,83

0,83*=1- Кβ

0,6889*(4+Кβ²) = 1-2Кβ+ Кβ²

1,7556+2Кβ -0,311Кβ² = 0

Кβ = -0,78

Найдём коэффициент усиления разомкнутого усилителя:

К=Кос*(1-Кβ) = 20,4*(1+0.78) = 36,36 < 100

Следовательно, усилитель должен быть двухкаскадным.

2. Расчёт выходного каскада

Схема выходного каскада:

2.1. Выбор рабочей точки транзистора

Выбор рабочей точки А в транзисторе в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора Iк_А2 и напряженияUк_А2. Найдём значенияIк_А2,Uк_А2 иPк_А2, считая, что сопротивление эмиттераRэ2 = 0:

Iн = 8 ,мА

Iн_m2 = √2 * Iн = √2*0,008 = 11,3 ,мА

U_{H т}2 = √2 * Uн = √2*3,6 = 5,1 ,В

Umin = 1 В ; Кзап = 0,7

Uк_А2 = U_{H т}2 + Umin = 5,1+1 = 6,1 ,В

Из схемы выходного каскада следует, что потенциал Uк_А2 отрицательный, т.е.Uк_А2=-6,1,В.

Iк_А2 = = =0,0161 ,А

Pк_А2 = Iк_А2 * /Uк_А2/ = 0,0161*6,1 = 0,098 ,Вт

Определим напряжение питания усилителя Е:

Е = 2 * /Uк_A2/ = 2 * 6,1 = 12,2 ,В

Е = 15

Таким образом, условия выбора транзистора выходного каскада следующие:

1. Тип проводимости: p-n-p

2. Iк_доп ≥ 2 * Iк_А2 = 32,2 ,мА

3. Uк_доп ≥ Е = 15 ,В

4. Pк_доп ≥ Pк_А2 = 98 ,мВт

Транзистором, удовлетворяющим всем требованиям, является КТ351А.

Основные характеристики транзистора представлены в следующей таблице:

Тип проводимости	Uкэ,В	Iк,мА	Pк,мВт	Iк0 (t0),мкА
p-n-p	15	400	200	1 при t0=270С

Найдем линию статической нагрузки:

Iк2 = f(Uкэ2)

Uк2 = -Е + Iк2 * Rк2

Uэ2 = -Iэ2 * Rэ2 ≈ -Iк2 * Rэ2

Uкэ2 = Uк2 - Uэ2 = -E + Iк2*(Rк2 + Rэ2)

Iк2 = +

Найдем сопротивления коллектора и эмиттера. Из уравнения статистической нагрузки:

Rк2+Rэ2===553 ,Ом

Rэ2=(0,1…0,3)Rк2

Возьмем Rэ2=0,1Rк2, тогда:

Rк2===503 ,Ом

Rэ2=0,1Rк2=0,1*503=50,3 ,Ом

Построим статистическую линию нагрузки. При Iк_А2=0 Uкэ2 = -Е = -15 ,В

При Uк_А2=0 Iк2===0,027 ,А

Построим динамическую линию нагрузки Uк’2и рабочую точку.

Uк^’2 = - = -=-9,9 , В

Отметим значения токов Iк_А2 +Iн_m2 иIк_А2 -Iн_m2, спроецируем соответствующие им точки на линии динамической нагрузки на ось напряжений и найдемUн_m2.Найденное значение

Uн_m2 = -2,6 В меньше рассчитанного ранее , поэтому включаем в схему эмиттерный повторитель.

2.2. Расчёт эмиттерного повторителя

Схема выходного каскада с эмиттерным повторителем:

Дифференциальный коэффициент передачи тока базы находится по формуле:

β===110

Тогда сопротивление выхода в схеме с эмиттерным повторителем:

Rвых2 = (1+β)=(1+110) =5022 ,Ом

Uк^’’2 = - = -=-13,5 ,В

Снова отмечаем токи Iк_А2 +Iн_m2 иIк_А2 -Iн_m2, проецируем соответствующие им точки на линии динамической нагрузки на ось напряжений и находимUн_m2. Найденное значение

Uн_m2= -5,2В больше рассчитанного ранееUн_m2=5,1В.