4. Контрольні роботи.

Протягом вивчення теоретичного матеріалу з курсу студент повинен виконати два контрольних завдання. Номер варіанту задачі пропонується викладачем. Контроль на робота оформляється в зошиті, з врахуванням загальних вимог складання та оформлення текстових документів.

Розв'язані задачі повинні мати необхідні графіки та схеми, вирази в загальному вигляді і з підстановкою чисельних значень. В кінці роботи треба зробити висновки та перелік літератури, яка використовувалась в ході роботи.

1. Контрольна робота № 1

1. Провести розрахунки підсилювального каскад на БТ (ПТ), увімкненого за схемою спільний емітер (спільний витік). При цьому врахувати, що в схемі відсутній RC-фільтр в колі колектора (стоку), а також використовується емітерна (витокова) стабілізація і немає зовнішнього зворотного зв'язку.

2. Задані (табл.. 4.1, 4.2):

1. тип транзистора;

2. напруга джерела живлення;

3. опір навантаження за постійним струмом;

4. опір навантаження за змінним струмом.

1. Потрібна:

1. побудувати динамічні характеристики за постійним та за змінним струмом (вихідну, вхідну, прохідну);

2. вибрати положення робочої точки за умовою реалізації режиму класу А;

3. вибрати амплітуди сигналів за умовами максимального використання динамічних характеристик, реалізації найбільшого ККД та найменших нелінійних спот­ворень;

4. розрахувати елементи схеми, за допомогою яких забезпечується режим за постійним струмом;

5. побудувати наскрізну динамічну характеристику;

6. визначити вихідну корисну потужність підсилювача;

7. визначити коефіцієнт підсилення підсилювального каскаду за напругою;

8. провести аналіз результатів і зробити висновки з робота.

4. Короткі методичні вказівки,

Кількість динамічних характеристик визначається типом активного елементу. При побудові динамічних характеристик можна користуватися методикою [4, 27].

Таблиця 4.1

	Тип транзистора та напруга джерела живлення, В
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1	КТ3107Б 10	КТ203В 12	КТ203А 9	ГТ109Д 9	ГТ109И 8	КТ368Б 6	КТ315Б 6	КТ361В 14	КТ104А 20	КТ104Б 15
2	КТ104В 24	ГТ310Д 9	ГТ310Е 8	ГТ308Б 12	ГТ308Б 14	ГТ308В 12	КТ602А 40	КТ602Б 30	КТ603А 16	КТ802 60
3	КП103Е 24	КП301Б 25	КП301Е 16	КП304 20	КП305Д 10	КТ3107Б 11	КТ203В 13	КТ203А 10	ГТ109Д 10	ГТ109И 9
4	КТ368Б 7	КТ315Б 10	КТ361В1 12	КТ104А 21	КТ104Б 16	КТ104В 25	ГТ310Д 10	ГТ310Е 9	ГТ308А 13	ГТ308Б 15
5	ГТ308В 13	КТ602А 42	КТ602Б 32	КТ603А 17	КТ803 65	КП103Е 25	КП201Е 17	КП301Б 26	КП304 21	КП305Д 11
6	КП305Д 9	КП304 19	КП301Б 24	КП201Е 15	КП103Е 23	КТ803 55	КТ603А 15	КТ602Б 28	КТ602А 38	ГТ308В 11
7	ГТ308Б 13	ГТ308А 11	ГТ310Е 7	ГТ310Е 8	КТ104Е 23	КТ104Б 14	КТ104А 19	КТ361В 10	КТ315Б 12	КТ368Б 12
8	ГТ109И 7	ГТ109Д 8	КТ203В 8	КТ203А 11	КТ3107Б 9	КП305Д 9	КП3001Б 24	КП304 19	КП201Е 15	КП103Е 26
9	КТ803 50	КТ603А 15	КТ602Б 26	КТ602А 36	ГТ308В 10	ГТ308Б 12	ГТ308А 10,5	ГТ310Е 7,5	ГТ310Д 8	КТ104В 20
0	КТ104Б 12	КТ104А 18	КТ361В 8	КТ315Б 14	КТ368Б 10	ГТ109И 8	ГТ109Д 8	КТ203А 7	КТ3107Б 11	КТ3107Б 12

Таблиця 4.2

	Опір навантаження за постійним (чисельник) та змінним (знаменник) струмами, кОм
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1	0,5 0,3	0,6 0,4	0,4 0,2	5 1,5	3,5 2	0,6 0,4	0,7 0,55	0,85 0,6	1 0,8	0,5 0,4
2	0,7 0,5	1 0,75	0,8 0,6	1 0,5	0,5 0,25	0,9 0,5	0,7 0,5	1 0,6	0,1 0,05	0,05 0,04
3	2 1,9	5 4,8	2 1,9	0,9 0,8	0,8 0,75	0,6 0,4	0,7 0,5	0,5 0,25	5,5 2	3,7 2,2
4	0,7 0,5	0,75 0,6	0,9 0,65	1,1 0,85	0,6 0,45	0,8 0,6	1,1 0,8	0,9 0,7	1,1 0,6	0,6 0,3
5	1 0,6	0,8 0,6	1,1 0,7	0,15 0,07	0,06 0,04	2,1 1,9	5,5 4,5	2 1,5	1 0,75	0,9 0,8
6	0,7 0,6	0,8 0,7	1,8 1,6	4,8 4,5	1,9 1,8	0,045 0,035	0,08 0,045	1,1 0,6	0,6 0,45	0,85 0,45
7	0,45 0,25	0,9 0,4	0,7 0,55	0,9 0,6	0,6 0,4	0,5 0,35	0,9 0,7	0,8 0,55	0,6 0,5	0,5 0,35
8	2,2 1,9	4,9 1,5	0,45 0,25	0,5 0,35	0,45 0,35	0,75 0,6	0,8 0,75	1,9 1,8	4,8 4,5	1,9 1,7
9	0,05 0,04	0,1 0,05	0,9 0,5	0,6 0,5	0,8 0,5	0,4 0,25	0,9 0,4	0,7 0,5	0,9 0,7	0,65 0,5
0	0,45 0,35	1 0,75	0,8 0,5	0,6 0,45	0,5 0,35	3,2 1,9	4,9 1,4	0,35 0,15	0,5 0,35	0,45 0,3

Робочу точку активного елементу треба вибрати на середині лінійної ділянки прохідної характеристики, щоб зміни синусоїдальної вхідної напруги викликали приблизно рівні за амплітудою зміни вихідного струму. Рівень вхідної напруги повинен бути таким, щоб на виході каскаду не виникали значні нелінійні спотво­рення (більше 15-20%).

Розрахунок наскрізної характеристики вести для значень опору джерела вхідного сигналу 0,1-0,5 кОм у випадку використання БТ малої потужності, 0,02-0,1 кОм - БТ середньої та великої потужності, до сотень кОм - ПТ. При побудові наскрізної характеристики обов'язково враховувати вплив резисторів базового подільника або резистора зміщення.

Під час аналізу та у висновках до роботи треба провести порівняння досягнутих результатів з теоретично можливими.

2. Контрольна робота № 2

1. Провести розрахунок підсилювального каскаду у режимі малого сигналу, при цьому використати умови та розрахунки елементів схеми за постійним струмом контрольної роботи № 1.

2. Задані (табл. 4.3):

1. ємність розділових конденсаторів;

2. тривалість прямокутного імпульсу на вході ПК.

1. Потрібно:

1. зобразити еквівалентну схему підсилювального каскаду;

2. розрахувати та побудувати АЧХ, ФЧХ;

3. визначити смугу пропускання підсилювального каскаду на рівні 3 дБ;

4. розрахувати площу підсилення;

5. розрахувати та побудувати перехідну характеристику в області малого часу, перехідну характеристику в області великого часу;

6. визначити Тривалість переднього фронту вихідного імпульсу;

7. розрахувати зниження вершини вихідного імпульсу;

8. провести аналіз результатів і зробити висновки по роботі.

4. В кінці роботи потрібно відповісти на теоретичні контрольні запитання з курсу (розділ 5, табл. 4.4).

5. Короткі методичні вказівки.

Таблиця 4.3

	Значення розділового конденсатора (чисельник), мкФ та тривалість імпульсу (знаменник), мкс
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1	1,0 300	1,5 400	2,2 500	3,3 700	4,7 1000	6,8 900	10 1500	15 2000	22 3000	10 1000
2	10 900	6,8 2000	15 1500	10 1200	6,8 800	4,7 900	3,, 700	2,2 500	1,5 400	10 1000
3	0,68 400	0,47 300	0,33 250	0,22 200	0,15 150	1 350	1,5 450	2,2 500	3,3 600	4,7 700
4	6,8 850	10 1400	15 1900	22 2500	10 1500	10 1000	6,8 1900	15 1500	22 2500	10 1200
5	4,7 900	3,3 700	2,2 500	1,5 400	10 1000	0,68 350	0,47 300	0,22 200	0,33 250	0,15 200
6	0,33 200	0,47 150	0,68 200	1 500	1,5 300	15 1000	10 2000	6,8 1500	3,3 1000	2,2 1200
7	3,3 1000	4,7 900	2,2 1500	1,5 1000	1 500	2,2 600	4,7 100	6,8 150	10 100	15 1000
8	22 1000	33 1000	47 1900	33 2000	22 1500	15 1000	1 100	0,68 150	0,47 200	0,33 200
9	1 50	1,5 600	2,2 1000	3,3 1000	4,7 1500	6,8 1000	10 1200	15 1500	22 1000	33 2500
0	1 360	1,5 500	0,33 600	2,2 1000	6,8 1200	10 2000	15 1500	22 3500	33 1000	10 1500

Таблиця 4.4

	Контрольні запитання з розділу 5
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
1	1, 17, 64	11, 25, 54	39, 25, 44	33, 15, 57	5, 25, 67	10, 21, 59	2, 31, 49	12, 23, 39	8, 31, 36	4, 21, 46
2	2, 16, 63	12, 26, 53	40, 24, 43	14, 16, 56	4, 26, 66	9, 22, 58	3, 32, 48	13, 24, 38	7, 30, 37	5, 20, 47
3	3, 15, 62	15, 27, 52	41, 23, 42	13, 17, 55	3, 27, 65	8, 23, 57	4, 31, 47	15, 25, 37	6, 29, 38	6, 19, 48
4	4, 18, 61	14, 28, 51	40, 22, 64	12, 18, 54	2, 28, 44	7, 24, 56	5, 30, 46	15, 26, 38	5, 28, 39	5, 18, 49
5	5, 19, 60	33, 29, 50	39, 21, 63	11, 12, 53	1, 29, 43	6, 25, 55	6, 29, 45	14, 27, 36	4, 27, 40	4, 17, 50
6	6, 20,59	34, 30, 49	38, 20, 62	10, 20, 52	15, 16, 64	5, 26, 54	7, 28, 44	13, 28, 35	3, 26, 41	3, 16, 51
7	7, 21, 58	35, 29, 48	37, 19, 61	9, 21, 51	14, 17, 63	4, 27, 53	8, 27, 43	12, 29, 34	2, 25, 42	2, 17, 52
8	8, 22, 57	36, 28, 47	36, 18, 60	8, 22, 67	15, 18, 62	3, 28, 52	9, 26, 42	11, 30, 33	1, 24, 43	1, 18, 53
9	9, 23, 56	37, 27, 46	35, 17, 59	7, 23, 66	12, 19, 61	2, 29, 51	10, 25, 41	10, 31, 34	2, 23, 44	2, 19, 54
0	10, 24, 55	38, 26, 45	34, 16, 58	6, 24, 65	11, 20, 60	1, 30, 50	11, 24, 40	9, 32, 35	3, 22, 45	3, 20, 55

Роботу доцільно починати з побудови окремих еквівалентних схем в областях СЧ, НЧ, ВЧ. Основні теоретичні положення та правила побудови еквівалентної схеми можна знайти в [4, 27]. Слід врахувати, що в схемі повинні бути не тільки вихідні, але і вхідні кола підсилювача. При побудові еквівалентної схеми для спрощення розрахунків можливо не вводити елементів внутрішнього зворотного зв'язку. Вплив ємності колек­торного переходу буде враховано у вхідній ємності (див. нижче).

Після побудови схеми важливо вірно визначити параметри всіх елементів.

Вихідний опір транзистора R_i в робочій точці знаходять за допомогою вихідних статичних характеристик по формулі

Для визначення крутості S₀ в робочій точці можна користуватися прохідною характеристикою за постійним струмом та виразом:

Біполярні транзистори на високих частотах мають комплексну крутість на високих частотах. Це пояснюється наявністю досить великої динамічної ємності емітерного переходу.

Вхідний опір біполярного транзистора R_вх. знаходять за допомогою вхідної дина­мічної характеристики за змінним струмом:

Вихідна ємність біполярного транзистора , польового транзистора - .

Вхідна ємність біполярного транзистора значно відрізняється від динамічної ємності емітерного переходу і дорівнює

,

де k₀ - коефіцієнт підсилення за напругою в області СЧ.

Вхідна ємність польового транзистора більша ніж і може бути знайдена за допомогою формули

Не треба забувати, що на характеристики підсилювача має вплив ємність монтажу, яка дорівнює (5-30) пФ. Ємність монтажу в еквівалентній схемі враховується двічі — у вхідних та вихідних колах.

Розрахунок АЧХ, ФЧХ ведеться окремо для трьох частотних областей: СЧ, НЧ, ВЧ

Для визначення перехідної характеристики підсилювача, треба згадати, що вона є оригіналом, за Лапласом, функції , де K(P) – передаточна функція. Розра­хунок перехідної характеристики в області малого часу проводиться шляхом підста­новки передаточної функції К_в(Р) для області ВЧ. Розрахунок перехідної характерис­тики в області великого часу проводиться аналогічно для К_н(Р) - передаточної функ­ції ПК в області НЧ.

Тривалість переднього фронту та зниження вершини вихідного імпульсу розра­ховують за допомогою графіків перехідних характеристик.

Оформлена робота повинна мати всі необхідні еквівалентні схеми, результати розрахунків елементів, таблиці розрахунків АЧХ, ФЧХ, ПХ, графіки цих характеристик, розрахунки інших означених параметрів.

Відповіді на контрольні запитання з курсу повинні бути повні, але короткі, та не мати характер цитат з підручника або конспекту. Якщо необхідно, відповіді мають супроводжуватися рисунками, графіками, виразами або прикладами, посиланнями на літературу.