Обычно исходными данными при расчете усилителя является выходная мощность Pвых и сопротивление нагрузки RН , тогда амплитуда тока в нагрузке

определяется выражением

Зная ее, можно определить требуемый режим покоя БТ и его максималь- но допустимые параметры:

амплитуду коллекторного тока Iк m согласно (5.17); постоянный ток коллектора IК0 = (1,1...1,2)Iк m ;

допустимый ток коллектора IК доп = 2IК0 ;

амплитуду выходного напряжения (коллектор – эмиттер) Uвых m = RНIн m ;

UКЭ0 = (1,1...1,2)Uвых m ;

напряжение источника питания UИП = 2UКЭ0 ;

допустимое напряжение коллектор – эмиттер UКЭ доп >1,2UИП .

Транзистор выбирают таким образом, чтобы рассчитанные допустимые значения напряжения UКЭ доп и тока IК доп не превышали его соответствую-

щих максимально допустимых параметров:

UКЭ доп < UКЭ max , IК доп < IК max .

При выборе режима покоя, расчете амплитудных значений коллекторного

тока и выходного напряжения необходимо учитывать их возможное изменение при работе усилителя в широком диапазоне температур, что обусловлено влиянием из- менения температуры на параметры БТ и в конечном итоге – на его ВАХ.

5.2. Схемы стабилизации положения рабочей точки

Влияние температуры на ВАХ БТ и положение рабочей точки показано на рис. 5.3. При увеличении температуры растет значение статического коэф- фициента передачи по току h21Э , что приводит к подъему семейства выходных

ВАХ (рис. 5.3, а). С ростом температуры входная характеристика смещается влево. Влияние температуры на входные ВАХ описывается температурным ко- эффициентом напряжения:

67

На рис. 5.5 показана принципиальная схема усилительного каскада с эмиттерной стабилизацией рабочей точки БТ, в которой осуществляется от- рицательная обратная связь по току, параллельная по входу.

пряжение на базе транзистора UБ . Изменение тока коллектора, обусловленное

изменением температуры, создает противофазное изменение напряжения база – эмиттер UБЭ транзистора с помощью резистора RЭ . С ростом температуры за

счет смещения входных ВАХ транзистора увеличивается ток базы IБ , что при- водит к росту тока коллектора IК и уменьшению напряжения на коллекторе UКЭ . Растет также и ток эмиттера, что приводит к увеличению падения напря- жения на резисторе RЭ и уменьшению напряжения UБЭ , а значит, к уменьше-

нию тока базы и соответственно тока коллектора.

Конденсатор CЭ устраняет отрицательную обратную связь по переменно-

му току, существующую в схеме, и увеличивает тем самым коэффициент усиле- ния по напряжению. Данная схема уменьшает любые изменения выходного на- пряжения и тока, в том числе обусловленные изменением сигнала на входе. Это уменьшает в конечном итоге коэффициент усиления по напряжению. Для пере- менной составляющей эмиттерного тока конденсатор CЭ имеет малое сопротив-

ление, поэтому переменная составляющая напряжения на эмиттере стремится к нулю и отрицательная обратная связь отсутствует.

Влияние температуры на положение рабочей точки БТ описывается ко- эффициентом нестабильности тока коллектора:

69

Чем лучше стабилизируется рабочая точка, тем меньше коэффициент не- стабильности. Наибольшее значение S имеет в схеме с фиксированным током базы и наименьшее – в схеме с эмиттерной стабилизацией.

Влияние температуры на коллекторный ток можно заменить эквивалент- ным синфазным изменением напряжения база – эмиттер:

UБЭ (T)= ТКН .

В рассмотренных схемах стабилизации рабочей точки для компенсации температурного изменения коллекторного тока за счет наличия обратной связи

В схеме с эмиттерной стабилизацией компенсирующее изменение напря- жения создается за счет падения напряжения на резисторе RЭ :

5.3. Расчет усилителя с эмиттерной стабилизацией

Расчет усилителя на БТ с эмиттерной стабилизацией выполняется соглас- но следующему алгоритму:

1. По заданному коэффициенту нестабильности определяется падение на-

2. Напряжение коллектор – эмиттер в рабочей точке UКЭ выбирается из условия равенства максимальных значений амплитуд положительной и отрица- тельной полуволн выходного напряжения Uвых+ max = Uвых− max , которое можно

переписать в виде

70

h21Э = h21Э min Kh21Э max .

4.Ток делителя обычно рекомендуется выбирать во много раз больше то- ка базы, чтобы изменения последнего в процессе работы усилителя не влияли на напряжение UБ :

5. Сопротивления резисторов, задающих точку покоя БТ, вычисляются по выражениям:

RЭ = UЭ , (5.38) IК

где для напряжения база – эмиттер в рабочей точке можно выбрать значение

UБЭ = 0,6 В.

6.Расчет емкостей конденсаторов выполняется согласно выражениям

где fн – нижняя граничная частота полосы пропускания; Rвх = R1|| R2 || h11э – входное сопротивление усилителя.

71