Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

вариант 14

.docx
Скачиваний:
21
Добавлен:
21.12.2016
Размер:
74.25 Кб
Скачать

Вариант 14

Исходные данные:

- входное сопротивление каскада

- требуемое напряжение на нагрузке

- напряжение источника питания

- нижняя граница спектра частот усиливаемого сигнала

Рассчитать усилительный каскад напряжения по схеме с ОЭ графоаналитическим методом, если:

По результатам расчета выбрать по справочнику транзистор, построить графические иллюстрации работы каскада и рассчитать все элементы схемы.

Решение

1. Уточнение схемы включения

Нагрузка является внешним элементом по отношению к каскаду, поэтому она подключается к нему через разделительный конденсатор . Коллекторный резистор по схеме рис. 1 обозначен символом

Рисунок 1- Усилительный каскад с внешней нагрузкой RН

2. Выбор транзистора

Любой транзистор характеризуется максимально допустимым напряжением между коллектором и эмиттером и максимально допустимым током коллектора

Напряжение источника питания 9 В. Для обеспечения надежности транзистор выбирается из условия:

В режиме класса «А» ток должен превышать удвоенную амплитуду усиленного сигнала в нагрузке :

Амплитуда тока в нагрузке:

По справочнику выбираем транзистор МП42А, для которого:

,

3. Выбор рабочей точки

Строим ВАХ рис.2.

Рабочая точка характеризуется параметрами покоя: ,

Напряжение покоя для режима «А» выбирается из условия:

Ток покоя: выбираем

Нагрузочная прямая должна проходить через рабочую точку (точка O) и точку , .

По результатам построений рабочей точке соответствует входной ток покоя и напряжение покоя

Входной ток покоя можно получить иначе, через значение h21.

UКЭ В

IК мА

IБ4 =0,6 мА

IБ3 =0,4 мА

IБ2 =0,2 мА

IБ1 =0 мА

O

A

В

Рисунок 2 Вольт-амперные характеристики транзистора МП42А

Рисунок 3- Выходные и входные характеристики транзистора МП42

4. Расчет резисторов коллекторной цепи

Точке пересечения нагрузочной прямой с вертикальной осью на рисунке соответствует ток 18 мА, тогда полное сопротивление резисторов коллекторной цепи:

Так как то

Полученные расчетные значения требуют уточнения при выборе типа резисторов. Выберем резисторы типа МЛТ. По номинальному ряду Е24 ближайшее значение выпускаемых промышленностью резисторов 100 Ом (RЭ) и по ряду Е12 сопротивлением 470 Ом (RК).

В наиболее тяжелых условиях по резисторам протекает ток 16 мА, поэтому мощность коллекторного резистора будет равна:

Мощность эмиттерного резистора:

По номинальному ряду мощностей выбираем резистор мощностью 0,25 Вт и резистор RЭ мощностью 0, 125 Вт.

5. Расчет резисторов цепи базового делителя

Термостабилизация каскада обеспечивается при условии:

Выбираем величину сопротивления для резистора ориентировочно 110 Ом. Выполняем уточнение его величины.

При протекании тока делителя по резистору напряжение будет равно:

Ток делителя:

Принимаем коэффициент равный 5.

Ближайшее значение по номинальному ряду Е24 составляет 1200 Ом.

В точке «О» нагрузочной прямой ток базы в точке «А» (см. рис. 2).

Амплитуда сигнала по току на базе:

При переходе от точек «О» и «А» на выходных характеристиках к входным получаем амплитуду напряжения сигнала на входе:

Тогда входное сопротивление транзистора по переменному току:

В итоге сопротивление более чем в 2 раза превышает входное сопротивление транзистора, не шунтирует входной сигнал и может быть принято равным 1,2 кОм.

На резисторе падение напряжения:

Ток, протекающий по резистору:

Сопротивление резистора:

.

По ряду Е48 ближайшее к расчетному значению сопротивление 9530 Ом.

Мощность резистора составляет:

По номинальному ряду выбираем резистор мощностью 0,125 Вт.

Мощность резистора составляет:

По номинальному ряду выбираем резистор мощностью 0,25 Вт.

Емкость разделительного конденсатора в цепи базы:

Емкость разделительного конденсатора в цепи эмиттера:

Выбираем конденсаторы К50-16. Ближайшие значения емкостей: для входного СБ и разделительного СР конденсаторов 50 мкФ, а для эмиттерного 200 мкФ.

По расчетам напряжение в цепи базы не превышает 1,1 В, а в цепи эмиттерного резистора 0,88 В. На этом основании конденсаторы можно выбрать на рабочее напряжение 6,3 В. Для обеспечения надежности, конденсатор СР выбираем из выпускаемых на напряжение 10 В.

Литература

1. Прянишников В.А. Электроника. Полный курс лекций: учебник для высших и средних учебных заведений. / В.А. Прянишников. - СПб.: КОРОНА-принт, 2006.- 416 с.

2. Рекус Г.Г. Общая электротехника и основы промышленной электроники: учеб. пособие для вузов / Г.Г. Рекус. - М.: Высшая школа, 2008. - 654 с.

8

Соседние файлы в предмете Электроника