Электроника 1.1 / ИДЗ / идз 2 электроника

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Энергетический институт

Кафедра электропривода и электрооборудования

Индивидуальное задание №2

По дисциплине: электроника

Расчет усилителя переменного тока графо-аналитическим методом

Вариант №45

Выполнил: студент группы 4Т61 «1» июня 2018 г. Д.Р. Кошкин

_________

(подпись)

Проверил преподаватель: доцент « » _________ 2018 г. А.В. Глазачев

_________

(подпись)

Томск – 2018

Исходные данные

Транзистор p-n-p средней мощности КТ361Б. На рисунке 1 приведены его справочные материалы [1].

Транзисторы КТ361Б кремниевые эпитаксиально-планарные усилительные. Предназначены для применения в усилителях высокой частоты. Выпускаются в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Масса транзистора не более 0,3 г.

Таблица 1 - Справочные характеристики КТ361Б

Тип прибора	Предельные значения параметров при Тп=25°C							Значения параметров при Тп=25°C
	Iк. макс, мА	UкэR.макс, (Uкэо.макс), В	Рк. макс, Вт	Т, °C	Тп. макс, °C	Т. макс, °C	h21Э		Uкб, В	Iэ, {Iк}, мА	Iкбо, мкА	fгр, МГц	Rтп-с, °C/Вт
КТ361Б	50	20	0,15	25	120	100	50-350		10	1	1	250	670

Рисунок 2 - Конструкция КТ361Б

На рисунке 3 представлены входные и выходные характеристики транзистора КТ361Б [2].

Рисунок 3 - Входные и выходные характеристики КТ361Б

Необходимо определить:

1. Параметры элементов усилительного каскада:

   1. Напряжение источника питания ;

   2. Сопротивление коллекторной нагрузки ;

   3. Сопротивление в цепи эмиттера ;

   4. Сопротивление делителя напряжения ;

   5. Емкости разделительных конденсаторов ;

   6. Емкость шунтирующего конденсатора ;

   7. Емкость фильтрующего конденсатора ;

2. Параметры усилительного каскада:

   1. Коэффициент усиления по току ;

   2. Коэффициент усиления по напряжению ;

   3. Мощность выходного сигнала ;

   4. Мощность входного сигнала ;

   5. Коэффициент усиления по мощности ;

   6. Входное сопротивление переменного тока ;

   7. Выходное сопротивление переменного тока ;

   8. Мощность рассеяния тепловых потерь на коллекторном переходе ;

   9. Мощность, потребляемая от источника питания ;

   10. Коэффициент полезного действия коллекторной цепи η.

Решение

Рисунок 4- Схема усилительного каскада с ОЭ Рисунок 5- Динамические характеристики транзистора

1. Расчет статического режима.

1. Построение гиперболы допустимых мощностей рассеяния на коллекторном переходе:

Таблица 1

В	1	2	5	10	15	20
мА	150	75	30	15	1	0,75

Безопасная рабочая область работы транзистора находится ниже гиперболы допустимых мощностей.

2. Построение линий нагрузки по постоянной нагрузке:

Линию нагрузки по постоянному току построим следующим образом:

• Напряжение задается исходя из ряда: 6,9,15,20,24,27,30 В: выбираю равное 9 В.

• Для построения линии нагрузки необходимо задаnm угол ее наклона в диапазоне от 30⁰до 60⁰, задаю угол 30⁰.

3. Выбор положения рабочей точки усилителя:

Положение рабочей точки выбирается исходя из следующего:

• При максимальной амплитуде сигнала рабочая точка не должна выходить из области, ограниченной: явными нелинейными искажениями, допустимой мощностью рассеивания и величиной источника , в режиме усилительного каскада А это положение обычно выполняется.

• Ток должен быть, как можно меньше, чтобы обеспечить более высокий КПД.

Для обеспечения нормальной работы напряжения задаю равным 5 В.

4. Определил параметры покоя усилительного каскада (координаты рабочей точки на выходных и входных характеристиках):

5. Определение сопротивления и :

На практике задается в диапазоне от (0,05…0,15).

.

По второму закону Кирхгофа:

;

С помощью ряда для номинальных значений E24, определяем:

6. Определение сопротивления делителя напряжений и :

На практике ток делителя задается в диапазоне , тогда:

По второму закону Кирхгофа:

С помощью ряда для номинальных значений E24, принимаю

;

Используя ряд для номинальных значений E24, определяю

2. Расчет динамического режима.

1. Построение линии нагрузки по переменному току:

Углы наклона линии нагрузки по переменному и постоянному току не должны отличаться на более, чем 20%. Иначе линия нагрузки по переменному току пересечет ось вблизи напряжения покоя , что резко снизит КПД.

Для близких углов наклона нагрузочных линий справедливо соотношение:

, следовательно , тогда:

Используя ряд для номинальных значений E24, определил

2. Проведение графических построений переменных сигналов:

Принимаю:

После проведенных графических построений определил амплитудные значения входных и выходных токов и напряжений:

3. Далее нашел параметры усилительного каскада:

Блокировочные, фильтрующие и разделительные конденсаторы должны удовлетворять следующим условиям:

Далее с помощью ряда для номинальных значений E24, принял:

Вывод: Мной были изучены характеристики транзистора КТ361Б, также я рассчитал усилительный каскад биполярного транзистора КТ361Б типа p-n-p. Построил и рассчитал статический и динамический режимы, определил необходимые параметры элементов, используемых для усилительного каскада. Также я рассчитал параметры и КПД усилительного каскада с помощью графо - аналитического метода.

Список литературы

1. Москатов Е.А. Справочник по полупроводниковым приборам. Издание 2 [Электронный ресурс]. - Таганрог, 219 с., ил. - Режим доступа: http://padaread.com/?book=3595

2. Перельман Б.Л. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. -М.: Радио и связь, 1981. - 656 с.: ил.