2. Расчет параметров элементов усилительного каскада с оэ

2.1 Расчет резистивных элементов каскада

2.1.1. Определение тока делителя в режиме покоя

2.1.2. Определение суммарного сопротивления, задающего режим покоя.

2.1.3 Определение напряжения на сопротивлении R_э.

2.1.4. Определение значения резистивных элементов (в соответствии с рядом номиналов сопротивлений Е24).

В соответствии с рядом значений сопротивлений Е24 получим, что

В соответствии с рядом значений сопротивлений Е24 получим, что

В соответствии с рядом значений сопротивлений Е24 получим, что

2.2. Расчет емкостных элементов каскада.

2.2.1. Определение емкости конденсатора, шунтирующей сопротивление R_э по переменному току.

В соответствии с рядом значений Е24 получим, что С_э = 24 мкФ. 2.2.2. Определение емкостей разделительных конденсаторов.

В соответствии с рядом значений Е24 получим, что С_р1 = С_р2 = 9 мкФ. 2.3. Используя найденные параметры элементов, соберем схему 3 усилительного каскада на биполярном транзисторе BSX20, выполненном по схеме с общим эмиттером. R1 заменим реостатом с номинальным сопротивлением равным 2·R1=13,6 кОм, в соответствии с рядом значений сопротивлений Е24 получим, что 2·R1=13 кОм. Установим U_вх = 0 (условие, при котором входной сигнал отсутствует) и будем добиваться режима покоя (, U_бэп), изменяя сопротивление переменного резистора R1.

Схема 3. Усилительный каскад на биполярном транзисторе BSX20 с ОЭ в режиме покоя

Подстроенное значение R1=6,37 кОм

3. Определение параметров усилительного каскада.

3.1. Измерим входное сопротивление усилительного каскада на биполярном транзисторе BSX20, выполненном по схеме с общим эмиттером. Для этого сначала подадим на вход схемы 3 сигнал 5 мВ при f_ср=10 кГц и снимем значения U_вх и U_вых (схема 4).

Схема 4. Усилительный каскад на биполярном транзисторе BSX20 с ОЭ в режиме холостого хода

Входное напряжение усилительного каскада U_вх=4,031 мВ

Выходное напряжение усилительного каскада U_вых=236,8 мВ

Затем во входную цепь схемы 4 добавим последовательно переменный резистор и будем изменять его сопротивление до значения, при котором вольтметр, установленный во входной цепи каскада, покажет значение U = U_вх/2.

Схема 5. Измерение входного сопротивления

Полученное значение переменного сопротивления и будет равно входному сопротивлению усилителя: R_вх=510 Ом.

3.2. Определим выходное сопротивление усилительного каскада. Для этого установим в выходную цепь каскада переменный резистор и будем изменять его сопротивление до значения, при котором вольтметр, установленный в выходной цепи каскада, покажет значение напряжения U = U_вых/2 (схема 6).

Схема 6. Измерение выходного сопротивления

Полученное значение переменного сопротивления и будет равно выходному сопротивлению усилителя: R_вых=610 Ом.

3.3. По показаниям вольтметров и амперметров, расположенных во входной и в выходной цепях каскада, включенного в режиме согласования (схема 6), найдем значения коэффициентов усиления каскада:

- коэффициент усиления по мощности

Рассчитаем входное и выходное сопротивление, а также коэффициенты усиления через h – параметры транзистора BSX20.

3.4. Построим амплитудно-частотную характеристику усилительного каскада, собранного на транзисторе BSX20 по схеме с ОЭ. По графику определим максимальное значение коэффициента усиления по напряжению по напряжению и полосу пропускания Δf.

– максимальное значение коэффициента усиления по напряжению

граничные значения коэффициентов усиления по напряжению

Полоса пропускания:

Δf = fв – fн = 4,536 МГц – 541,116 кГц = 4,022 МГц

Вывод: я закрепила практические навыки расчета и измерения технических характеристик усилительных каскадов путем расчета усилительного каскада на биполярном транзисторе BSX20, выполненном по схеме с общим эмиттером.

В ходе работы были сняты и построены входные и выходные характеристики биполярного транзистора BSX20, выполненного по схеме с общим эмиттером, рассчитаны h – параметров транзистора (h_11э=880 Ом, h_12э=17,7·10^-3, h_21э=50, h_22э=26·10^-6 См), также были рассчитаны элементы усилительного каскада и смоделирована схема в программе Electronics Workbench.

Определив основные технические показатели и характеристики усилительного каскада и смоделировав схему, я получила следующие характеристики каскада: входное сопротивление усилителя R_вх=510 Ом (теоретически сотни Ом – единицы кОм), выходное сопротивление усилителя R_вых=610 Ом (теоретически сотни Ом – единицы кОм), коэффициенты усиления по напряжению и по току – (теоретически десятки-сотни); (теоретически десятки-сотни), коэффициент усиления по мощности – (теоретически сотни-десятки тысяч).

Построив АЧХ усилительного каскада, я измерила полосу пропускания, она получилась равной: Δf = f_в – f_н = 4,022 МГц.