3.2.1.10 Сопротивление rk и rэ

Сопротивление в цепях коллектора R_К и эмиттера R_Э можно определить из уравнения линии нагрузки, составленного на основании второго закона Кирхгофа для режима покоя:

U_КЭП = Е_К – I_КП (R_К + R_Э) (18)

или

U_КЭП = Е_К – I_КП (R_К + R_Э), (19)

и учитывая рекомендацию

R_К = (5….7) R_Э. (20)

Вычислим R_К и R_Э.

И з (18) суммарное сопротивление:

Приняв в (20)

R_K = 6R_Э (21)

и подставив это соотношение в (18), получим:

U_КЭП = Е_К – 7I_КП  R_Э .

Отсюда

Тогда

R_K = 6R_Э = 6136=816 Ом.

Примем стандартные значения

R_Э = 130Ом R_К = 830Ом.

О тклонение сопротивлений от расчетных значений изменит ток режима покоя, то есть

Ток уменьшился меньше, чем на 1%. Будем считать это обстоятельство погрешностью расчетов и в дальнейшем оставим в них прежнее значение тока покоя I_КП=10,5мА.

Таким образом при вычисленных значениях R_К и R_Э напряжение источника питания Е_К по постоянному току в цепи коллектор-эмиттер транзистора в режиме покоя распределяется в следующих численных значениях:

на резисторе R_Э:

U_ЭП=U_RЭ=I_КПR_Э=10,4210^-3130=1,35В

на резисторе R_K:

U_RK=I_КПR_K=10,4210^-3830=8,65В

на транзисторе:

U_КЭП=Е_К-U_RЭ-U_RK=20-1,35-8,65=10В.

3.2.1.11 Сопротивления делителя и фильтра

При расчете элементов входного делителя напряжения следует исходить из таких соображений. Для обеспечения температурной стабильности режима покоя необходимо, чтобы изменение тока базы покоя I_БП вследствие температурной нестабильности напряжения U_БЭП слабо отражалось на изменении напряжения U_БП.

Для этого требуется, чтобы ток делителя, протекающий через резисторы R₁ и R₂ и фильтра R_Ф, превышал ток I_БП через резисторы R₁ и R_Ф. Однако при условии

I_Д >> I_БП

сопротивления R₁, R₂ и R_Ф получаются малыми и оказывают сильное шунтирующее действие на входную цепь транзистора. Поэтому при расчете элементов входного делителя вводят ограничения:

э квивалентное сопротивление в цепи базы по переменному току:

где r_ВХ – входное сопротивление транзистора, характеризующее сопротивление цепи переменному току

r_ВХ = U_БЭ / I_Б , (23)

которое определяется по входной рассчитанной ВАХ.

I_Б = f (U_БЭ) при U_КЭ = U_КЭП = 10В;

ток в цепи делителя:

I_Д = (2….5) I_БП (24)

• для транзисторов, у которых r_ВХ = 1000 – 10000 Ом

I_Д = (5….10) I_БП (25)

• для транзисторов, у которых r_ВХ = 100 – 1000 Ом падение напряжения на сопротивлении фильтра:

U_RФ = (0,1….0,2) Е_К (26)

Напряжение в режиме покоя на базе транзистора относительно зажима «+» источника Е_К

U_БП = U_БЭП + U_ЭП (27)

С оотношения для расчета сопротивлений R₁, R₂ и R_Ф получаем из схемы (рис.1).

Ограничение (22) можно использовать в качестве условий проверки правильности расчетов.

Вычислим сопротивления R_Ф, R₁, R₂.

а) входное сопротивление транзистора r_ВХ.

На рассчитанной входной характеристике (рис.6-в)

I_Б = f (U_БЭ) при U_КЭ = U_КЭП = 10В

возьмем две точки с координатами:

точка С: I_БС = 0,4мА; U_БЭС = 0,85В;

точка D: I_БD = 0 мА; U_БЭD = 0,7В.

П о формуле (23) получим

б) ток делителя и падение напряжения на сопротивления R_Ф. Учитывая рекомендации (24), (25), имеем:

ток через сопротивления делителя:

I_Д = 8I_БП = 8  0,22 = 1,76 мА;

падение напряжения на сопротивлении фильтра

U_RФ = 0,2  Е_К = 0,2  20 = 4В.

в) напряжение на базе в режиме покоя

U_БП = U_БЭП + U_ЭП = 0,85 + 1,35 = 2,18 В.

г) сопротивления R_Ф, R₁, R₂.

И спользуя выражение (28), вычислим сопротивления