2.2.3 Расчет ключевого устройства (ку)

Ключевое устройство реализовано на биполярном транзисторе n-p-nструктуры управляемый импульсами положительной полярности. Из выходной цепи СМВ выходят импульсы как положительной так и отрицательной полярности. Транзистор КУ будет насыщен (открыт) при положительных полупериодахU_вх, а при отрицательных находится в режиме отсечки (закрыт), при этом фронт пилообразного напряжения будет формироваться в момент времени действия отрицательного импульса на входе КУ. Поскольку коллекторная нагрузкаR6=39кОм, необходимо рассчитать сопротивлениеR5 в базовой цепи транзистораVT1. Найдем его значение из формулы (2.1.7).

R5≤(U¹_вх–U_бнас)/I_бнас,

где I_бнас=I_кнас/β_min;

Iкнас≈Eи.П./Rк.

U_{Б нас}=0,7В для кремниевых планарных транзисторов

I_кнас=

Выберем из справочника /3/ n-p-nтранзистор серии КТ315А с параметрами, приведенными в таблице 2.

Таблица 2 - Параметры транзистора КТ315А

Максимальный ток коллектора Iкmax, мА
Максимальная рассеиваемая мощность Ркmaх, мВт
Структура
Напряжение коллектор-эмиттер Uкэ, В
Коэффициент усиления потоку β

Подставив данные получим:

I_бнас=

R5≤

Выберем номинал резистора R5=

P_R5 = I_R5²·R5; I_R5= U_{Б нас}/R5;

I_R5= ;

P_R5= .

Выбираем резистор R5 типа МЛТ-0,125-560 Ом ± 10%.

2.2.4 Расчет эмиттерного повторителя (эп)

Транзистор VT2 включен по схеме с общим коллектором (ОК), имеющий коэффициент усиления по напряжению примерно равную единице, и значительно меньшее по сравнению со входным выходное сопротивление. Нагрузка повторителяR8=15 Ом включена в эмиттерную цепьVT2. ТранзисторVT2p-n-pструктуры открывается он при отрицательном входном напряжении.

Входное сопротивление ЭП рассчитаем по формуле описанной в /1/

R_вх=(β+1)/(R_н+1/g_m),

где β – коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ; g_m– крутизна усилительной характеристики транзистора.

g_m=I_э/φ_т, где φ_т≈0,025В - изменение напряжения (не критично).

Определим ток эмиттера, имеем:

γ= β+1,

где γ – коэффициент усиление по току в схеме с ОК; β – коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ. При U_вых.max= 12В иR_н= ток в нагрузкеI_н= А. Таким образомI_э=I_н= А. Отсюда находим необходимый коэффициент усиления по току γ в схеме с ОК:

γ =

коэффициент усиления потоку с ОЭ:

β=()=

подставив значения получаем:

R_вх=()(/())=Ом

т.е. входное сопротивление ЭП примерно равно сопротивлению нагрузки ОУ (R7).

Таблица 3 – Параметры транзистора КТ826А

Максимальный ток коллектора Iкmax, А
Максимальная рассеиваемая мощность Ркmaх, Вт
Структура
Напряжение коллектор-эмиттер Uкэ, В
Коэффициент усиления потоку β

Определим рассеиваемую мощность на резисторе P_R8

P_R8 = I_R8²·R7;

P_R8= Вт

Выбираем резистор R8 типа ПЭВ-Ом ± 5%.

Мощность рассеиваемая на коллекторе VT2:

P_VT2=U_кэ·I_{к =} Вт

I_к=αI_э; α=β/ β+1=I_к=

Параметры транзистора VT2 полностью подходят по рассчитанным величинам (таблица 3).

Определим коэффициент нелинейности по формуле:

ε=,

где i_нач.– начальный ток;i_конч.- конечный ток.

Подставив значения находим ε

ε≈