3. Порядок выполнения домашнего задания

3.1 Расчетная часть

В работе рассматривается расчет электрических данных элементов и параметров каскада ОЭ для режима А работы усилительного элемента – биполярного транзистора.

Не зависимо от применяемого метода расчета в основу начала любого расчета положен вопрос определения точки покоя, затем вычисление электрических данных /сопротивлений резисторов, емкостей конденсаторов, напряжений, токов/, обеспечивающих этот режим и, наконец, вычисление параметров каскада.

Расчет режима покоя работы каскада сводится к расчету параметров элементов схемы по постоянному току, а расчет его параметров производится по переменному току. При расчетах отдают предпочтение графо-аналитическому методу, основанному на использовании графических построений и расчетных соотношений. Графические построения производятся с помощью входных /базовых/ и выходных /коллекторных/ ВАХ транзистора.

Исходными данными для расчета усилителя /усилительного каскада/ могут быть задаваемые техническим заданием характеристики и параметры рассчитываемого усилителя, рассмотренные в разделах 1.3 и 1.4. если техническим заданием на расчет не указываются некоторые характеристики и параметры, то они выбираются или рассчитываются, исходя из оптимальности по критериям надежности, сложности, экономичности и др.

Часто необходимыми исходными данными для расчета являются: U_ВЫХ.m , I_Н.m – амплитудные значения переменных составляющих напряжения и тока усиливаемого сигнала;

Р_Н – мощность на нагрузке;

R_Н – сопротивление нагрузки.

Однако для расчета достаточно иметь лишь данные U_ВЫХ , R_Н. В этом случае расчет проводится практически без ограничений по другим параметрам.

Выбор необходимого типа транзистора производится с учетом исходных параметров на расчет усилителя по предельно-допустимым эксплуатационным данным, предъявляемым к транзистору, которые можно получить из следующих соображений:

а) для исключения возможных искажений усиливаемого сигнала параметры режима покоя должны удовлетворять следующим условиям:

U_КЭП > U_ВЫХ.М + U_КЭ , (3)

I_КП > I_КМ + I_КБО ,

где: U_КЭП , I_КП – координаты точки покоя по напряжению и току на линии нагрузки;

U_КЭ – напряжение на коллекторе, соответствующее области нелинейных начальных участков выходных характеристик тарнзистора;

I_КБО – обратный ток коллектора при максимальной температуре.

б) максимальную мощность усиливаемого сигнала можно получить, если выбирать значения тока через коллектор и напряжение на коллекторе-эмиттере транзистора в соотношении

I_K = 0,7 I_{K MAX} , (4)

U_K = 0,7 U_{K MAX} .

в) согласно приводимым данным обратный ток коллектора имеет значения:

I_КБО = 10 … 100 мкА - для германиевых транзисторов,

I_КБО = 0,1 … 10 мкА - для кремниевых транзисторов.

г) на основании справочных данных по выходным характеристикам транзисторов можно для любого типа транзистора приближенно с завышенным значением принять

U_КЭ  0,1 U_{КЭ MAX} .

Учитывая вышеизложенные соображения и допущения, легко получить приближенные эксплуатационные данные, предъявляемые к транзистору:

U_{K MAX} > 2,5 U_{ВЫХ m},

I_{K MAX} > 2,85 ( I_{K m} + I_КБО ) , (5)

P_{K MAX} > 6,25 U_{ВЫХ m} ( I_{K m} + I_КБО) .

Все вновь разрабатываемые и модернизированные полупроводниковые приборы обозначают буквенно-цифровым кодом.

Первый элемент обозначения определяет исходный материал: германий – Г или 1; кремний – К или 2; соединения галия – А или 3.

Второй элемент обозначения определяет класс прибора, например, Т – транзисторы биполярные.

Третий элемент - цифра, указывающая на основное назначение и качественные свойства транзистора / частота, мощность и т.д./, отраженные в табл.1.

Таблица 1

Верхняя граничная частота	Максимально-допустимая мощность
	До 0,3 Вт (малой мощности)	0,3 … 1,5 Вт (средней мощности)	Свыше 1,5 Вт (большой мощности)
До 3 МГц (низкой частоты)	1	4	7
3… 30 МГц (средней частоты)	2	5	8
Свыше 30 МГц (высокой частоты)	3	6	9

Четвертый и пятый элементы – двузначное число из диапазона 00 … 99, определяющее порядковый номер разработки технологического типа транзистора.

Шестой элемент – буква от А до Я (кроме З, О, Ч), определяющая деление в технологическом типе на параметрические группы.

Будем рассматривать задачу расчета усилителя с ОЭ в ниже приводимой постановке.