7. Расчёт параметров т-образной схемы замещения транзистора в точке покоя.

В данном случае точка покоя находится в области активного режима работы транзистора. Так же точка покоя находится на линейной части входной ВАХ транзистора. По этим двум причинам к транзистору можно применить Т-образную схему замещения, приведенную на рисунке 10.

Рисунок 10 – Т–образная схема замещения n–p–n транзистора

Расчет динамического коэффициента передачи тока базы β и дифференциального сопротивления коллектора r_к* будут определяться графическим анализом выходной ВАХ.

Необходимые построения для расчёта β и r_К^* представлены на рисунке 11.

Теперь можно рассчитать β и r_К^* по следующим формулам:

.

Рисунок 11 – Построения, необходимые для расчета β и r_К^*

Для того чтобы найти объёмное сопротивление базы необходимо взять прямолинейный участок на входной ВАХ и аппроксимировать его отрезком прямой линии, причём аппроксимируемый прямолинейный участок необходимо выбирать при значениях токов базы соответствующим значениям тока коллектора выше 15 мА. Величина определяется как тангенс угла наклона аппроксимированного отрезка характеристики по отношению к оси. Для нахождения необходимо на входных ВАХ через точку покоя провести касательную к ВАХ до пересечения с осью для определения опорного напряжения (). Все необходимые построение приведены на рисунке 12.

Теперь можно непосредственно рассчитать и по следующим формулам:

_{Рисунок 12 –} Построения, необходимые для расчета и

8. Расчёт входного (), выходного () сопротивлений, коэффициентов усиления по току (), по напряжению () и по мощности (), которыми обладает усилитель на средних частотах.

Для того чтобы определить необходимые параметры, нужно учитывать влияние только синусоидального источника (е_г ) на усилитель. В этом случае целесообразно воспользоваться методом наложения. Согласно этому методу, расчёт воздействия от синусоидального источника (е_г) ведется путем размыкания ветви с источником питания (Eп). Принципиальная схема усилителя для расчёта переменных составляющих токов и напряжений представлена на рисунке 13.

Рисунок 13 – Схема для расчета переменных составляющих

Далее, для расчёта, необходимо заменить транзистор соответствующей ему математической Т-образной моделью, параметры который были рассчитаны в предыдущем пункте. Результат замены транзистора на Т–образную модель представлен на рисунке 14.

Рисунок 14 – Линейная схема замещения усилительного каскада

Так как расчёт будет производиться при условии, что усилитель работает на средних частотах, то можно еще произвести некоторые упрощения в схеме. Таким образом конденсаторы С₁, С₂, С_э заменяются перемычкой, так как предполагается что на средних частотах их ёмкостное сопротивление пренебрежимо мало. Ветви, содержащие конденсаторы С_к^* и С_н разрываются, так как на средних частотах ёмкостное сопротивление этих конденсаторов велико. Схема замещения усилителя на средних частотах представлена на рисунке 15.

Рисунок 15 – Схема замещения усилителя на средних частотах

Параллельное соединение источника тока и сопротивлениязаменим эквивалентным источником тока, где– коэффициент токораспределения коллекторной цепи.

, где–сопротивление схемы относительно зажимов 7 и 8

,где

.

Подставляя полученные значения в формулу для , получаем:

Подставляяв формулу для, получаем:

Эквивалентная схема усилителя на средних частотах представлена на рисунке 16.

Рисунок 16 – Эквивалентная схема замещения усилителя на средних частотах

Произведем обозначение сопротивления правее зажимов 5,6 как , тогда

.

.

Тогда согласно второму закону Кирхгофа для первого контура:

Учитывая, что:

.

Подставляя полученное значение , получаем:

Коэффициент усиления по напряжению на средних частотах:

Коллекторный ток протекает через параллельное соединение сопротивлений и , создавая между зажимами 3,4 напряжение, которое является противоположным по направлениютогда:

Подставляя выше полученные значения в формулу , получаем:

Для расчёта выходного сопротивления требуется преобразовать схему, приведенную на рисунке 15, путём замены источника тока источником напряжения. Преобразованная схема приведена на рисунке 17.

Рисунок 17 – Упрощенная схема замещения усилителя на средних частотах с источником ЭДС

При расчёте выходного сопротивления необходимо во входной цепи источник сигнала синусоидальной формы е_г заменить перемычкой и подключить его к выходным зажимам 3,4 вместо нагрузочного сопротивления. Таким образом, получаем:

Из рисунка 17 следует, что , где– это эквивалентное сопротивление участка цепи, расположенного слева от зажимов 8 и 9.

Т.к. , то, и следовательно

_{Теперь можно рассчитать коэффициент усиления по току. Согласно схеме, приведённой на рисунке 16, по второму закону Кирхгофа для второго контура:}

, откуда

Напряжение создает в нагрузке ток:

Учитывая, что:

Получаем:

Коэффициент усиления по току:

Коэффициент усиления по мощности:

Значения параметров, найденных в пунктах 7 и 8, сведём в таблицу 5.

Таблица 5 – Параметры данного усилителя в области средних частот

, Ом	, кОм	, разы	, кОм	, кОм	, Ом	, разы	, разы	, разы
0,314	2,339	535	6,61	8,002	1000	-8,665	-13,595	117,8