2. Расчет предусилительного каскада

I_КР = 5 мА, I_бр = 0,1 мА, U_кэр = 5 В, U_бр = 0,45 В

Е_к = 9 В.

• Рассчитаем сопротивление нагрузки коллектора : R6

R6 = (Е_к - U_кэр ) / I_КР = (9-5) / 5·10^-3 = 800 Ом (2.31)

Выберем ближайшее стандартное сопротивление : R6 = 820 Ом

• Рассчитаем рассеиваемую мощность на резисторе R6:

Р _R6 = R6· I_КР² = 820·(5·10^-3)² = 0,0205 Вт (2.32)

Округляем найденную мощность до ближайшего стандартного значения Р _R6 = 0,125 Вт

Выберем тип резистора – МЛТ.

• Рассчитаем сопротивление R5, включенное в цепь эмиттера для температурной стабилизации:

R5 = 0,1 Е_к / I_КР = 0,1·9 / 5·10^-3 = 180 Ом (2.33)

Принимаем R5 = 180 Ом

• Рассчитаем рассеиваемую мощность на резисторе R9:

Р _R5 = R5· I_КР² = 180·(5·10^-3)² = 0,0045 Вт (2.34)

Округляем найденную мощность до ближайшего стандартного значения Р _R5 = 0,125 Вт

• Определим напряжение смещения и ток на базе по графику

• Рассчитаем сопротивление делителя:

R3 = (Е_к - U_бэр - U _R5)/ (I_д+I_б), где (2.35)

U _R5 = I_КР· R5 = 5·10^-3·180 = 0,9 В (2.36)

I_д = (2…5) I_б = 5·0,1·10^-3 = 0,5 мА (2.37)

Тогда из 2.35 R3 :

R3 = (9-0,45-0,9) / (0,5+0,1)·10^-3 = 12750 Ом

Принимаем ближайшее значение R3 = 13000 Ом или 13 кОм

• Рассчитаем рассеиваемую мощность на резисторе R3:

Р _R3 = R3· I_д² = 13·10³·(0,5·10^-3)² = 0,003 Вт (2.38)

Округляем найденную мощность до ближайшего стандартного значения Р _R3 = 0,125 Вт

• Рассчитаем R4:

R4 = (U_бэр + U _R5)/ I_д = (0,45+0,9)/0,5·10^-3 = 2700 Ом (2.39)

Принимаем ближайшее значение R4= 2,7 кОм

• Рассчитаем рассеиваемую мощность на резисторе R4:

Р _R4 = R4· I_д² = 2,7·10³·(0,5·10^-3)² = 0,000675 Вт (2. 40)

Округляем найденную мощность до ближайшего стандартного значения Р _R4 = 0,125 Вт

• Выражение для расчета емкости контура выводится из следующих предпосылок:

Х_Ср1≤ R_вх; (2.41)

1/ (ώ_н·С_р) = R_вх /10 (2.42)

С2 = 10/2πf_н R_н√m²₂ – 1 (2.43)

С2 = 10/2·3,14·20·1,9·10³·√1,03²-1 = 0,000169 Ф = 169 мкФ

Округлим до ближайшего стандартного значения С2= 160мкФ

• Рассчитаем С3:

С3 = 10/2πf_н R5 (2.44)

С3 = 10/2·3,14·20·180 = 0,000442 Ф = 442 мкФ.

Принимаем ближайшее значение С3 = 430 мкФ

• Для каждого конденсатора С5 и С6 найдем напряжение:

U_С3 = 1,5..2 U_ср (2.45)

U_ср = R5·I_кр = 180·5·10^-3 = 0,9 В (2.46)

U_С3 = 2 U_ср = 2·0,9 = 1,8 В

U_С2 = 1,5..2 Е_к (2.47)

U_С2 = 2·9 = 18 В

Принимаем U_С3 = 3 В , U_С2 = 25 В.

• Рассчитаем коэффициент усиления этого каскада:

К_U2 = h_{21э min}R_вых2 / R_вх2 = 30·1,9·10³ / 1,9·10³ = 30 (2.48)

3. Расчет входного каскада

Входной каскад выполним по схеме эмиттерного повторителя, транзистор возьмем такой же.

• Рассчитаем сопротивление R2

R2= (Е_к – U_кр )/ I_кр = (9-5) /5·10^-3 = 800 Ом (2.50)

Принимаем R2 = 820 Ом

• Рассчитаем рассеиваемую мощность на резисторе R6:

Р _R2 = R2· I_КР² = 820·(5·10^-3)² = 0,0205 Вт (2.51)

Округляем найденную мощность до ближайшего стандартного значения Р _R2 = 0,125 Вт

• Рассчитаем сопротивление R1:

R1= (Е_к- IэRэ – U_бэр )/ I_б = (9-51·10³·10^-3-0,45) / 0,1·10^-3 = 34500 Ом (2.52)

• Rэ = U_кэр/ I_КР = 5/5·10^-3 = 1·10³ (2.53)

• Iэ = I_КР+ I_б = 5·10^-3+0,1·10^-3 = 5,1·10^-3

• Принимаем R1= 36 кОм

• Рассчитаем мощность на R1:

Р _R1 = R1· I_б² = 36000·(0,1·10^-3)² = 0,00036 Вт (2.54)

• Входное сопротивление ЭП:

R_вх = h_11э+ R_2/вх2(1+h_21э) (2.55)

R_2/вх2 = R2R_вх2/ R2+R_вх2 = 572,79 Ом

h_11э = ΔU_бэ/Δ I_б (2.56)

h_11э = 2500

R_вх =2500+572,79(30+1) = 20256,5 Ом

• Рассчитаем значение емкости С1:

С1 = 10/20256,5·2·3,14·20·√1,02²-1 = 0,0000195 Ф = 19,5 мкФ. (2.57)

Принимаем С1 = 20 мкФ

• Рассчитаем коэффициент усиления этого каскада:

К_U1 = R_вх-h_{21э min} / R_вх = (20256,5-2500)/20256,5 = 0,87 (2.58)

К_U = 0,87·30·12,63 = 328,8

Полный коэффициент усиления значительно превосходит заданный, что удовлетворяет поставленному условию.