2.2. Расчёт эмиттерного повторителя

Схема выходного каскада с эмиттерным повторителем:

Дифференциальный коэффициент передачи тока базы находится по формуле:

β===200

Тогда сопротивление выхода в схеме с эмиттерным повторителем:

Rвых2 = (1+β)=(1+200) =4979 ,Ом

Uк^’’2 = - = -=-22,35 ,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= -11В больше рассчитанного ранееUн_m2=10,96В.

2.3. Расчёт элементов фиксации рабочей точки

Фиксация рабочей точки для каскада на биполярном транзисторе осуществляется резистивным делителем R₁2 иR₂2.

По входным характеристикам транзистора определим величины Iб_А2, Uбэ_А2

Iб_А2 = 0,22,мА

Uбэ_А2 = 0,7 ,В

Найдем температурные изменения токов:

=(0,001…0,01)Iн_m2=0,001*0,037=37 ,мкА

Iк₀ (t⁰)= Iк₀ (t⁰_спр)*==2,6 ,мкА

Iк₀ (t⁰_лаб)= Iк₀ (t⁰_спр)*==0,1 ,мкА

= |Iк₀ (t⁰) - Iк₀ (t⁰_лаб )| = |2,6*10^-6 -0,1*10^-6 | = 2,5 ,мкА

Тогда коэффициент нестабильности N2 определяется следующим образом:

N2===15

N2 должен находиться в диапазоне (2…15). Это условие выполняется.

Найдем сопротивление R₂2:

=409,Ом

Найдём ток делителя I_Д2:

I_ЭА2= Iб_А2+ Iк_А2=0,22+41=41 ,мА

I_Д2= Iб_А2+=0,22*10^-3+=4,6 ,мА

Ток делителя должен быть I_Д2 ≥(3…10)Iб_А2:

Условие выполняется.

Найдём сопротивление R₁2:

R₁2=4785 ,Ом

2.4. Расчёт коэффициента усиления выходного каскада

По входным характеристикам биполярного транзистора найдем его входное сопротивление:

h₁₁э2==100

Rвх2=80 ,Ом

В качестве сопротивления генератора на выходном каскаде принимается сопротивление коллектора входного каскада.

К2= --=-18,74

K2=-18,74

2.5. Расчёт ёмкостных элементов

Для каскадов на биполярном транзисторе значения емкостей конденсаторов C2,C3иСэ2 рассчитываются следующим образом:

2*3,1416 *20 = 126

С2=2,94*10^-6=2,94 ,мкФ

С3=1,51*10^-6=1,51 ,мкФ

Сэ2===0,0476=47,6 ,мФ

3. Расчёт входного каскада

Схема входного каскада:

3.1. Выбор рабочей точки транзистора

Выбор рабочей точки А в транзисторе в режиме покоя, когда входной сигнал отсутствует, сводится к выбору тока коллектора Iк_А1 и напряженияUк_А1. Найдём значенияIк_А1,Uк_А1 иPк_А1, считая, что сопротивление эмиттераRэ1 = 0:

U_{H т}1 = ==0,57 ,В

Сопротивление нагрузки для входного каскада Rн1=Rвх2=80 ,Ом

Iн_m1 = ==0,0072,А

Umin = 1 В ; Кзап = 0,9

Uк_А1 = U_{H т} + Umin = 0,57+1 = 1,57 ,В

Из схемы выходного каскада следует, что потенциал Uк_А1 отрицательный, т.е.Uк_А1=-1,57,В.

Iк_А1= = =0,0078 ,А

Pк_А1 = Iк_А1 *|Uк_А1| = 0,0078*1,57 =0,013 ,Вт

Таким образом, условия выбора транзистора выходного каскада следующие:

5. Тип проводимости: p-n-p

6. Iк_доп ≥ 2 * Iк_А1 = 16 ,мА

7. Uк_доп ≥ Е = 24 ,В

8. Pк_доп ≥ Pк_А1 = 13 ,мВт

Транзистором, удовлетворяющим всем требованиям, является КТ3107Д.

Основные характеристики транзистора представлены в следующей таблице:

Тип проводимости	Uкэ,В	Iк,мА	Pк,мВт	Iк0 (t0),мкА
p-n-p	25	100	500	0,1 при t0=250С

Построим линию статической нагрузки:

Iк1 = f(Uкэ1)

Uк1 = -Е + Iк1 * Rк1

Uэ1 = -Iэ1 * Rэ1 ≈ -Iк1 * Rэ1

Uкэ1 = Uк1 – Uэ1= -Е + Iк1 *(Rк1+Rэ1)

Iк1 = +

Найдем сопротивления коллектора и эмиттера. Из уравнения статистической нагрузки:

Rк1+Rэ1===1446 ,Ом

Rэ1=(0,1…0,3)Rк1

Возьмем Rэ1=0,1Rк1, тогда:

Rк1===1315 ,Ом

Rэ1=0,1Rк1=0,1*1315=131 ,Ом

Построим статистическую линию нагрузки. При Iк_А1=0 Uкэ1 = -Е = -24 ,В

При Uк_А1=0 Iк1===0,0083 ,А

Построим динамическую линию нагрузки Uк’1и рабочую точку.

Uк^’1 = - = -=-2,18 , В

Отметим значения токов Iк_А1 +Iн_m1 иIк_А1 -Iн_m1, спроецируем соответствующие им точки на линии динамической нагрузки на ось напряжений и найдемUн_m1.Найденное значение

Uн_m1 = 0,6 В больше рассчитанного ранееUн_m1 = 0,57 В.

β===180