4.1. Порядок расчета усилителя с оэ

Схема усилителя представлена на рисунке 9.

Рис. 9. Схема электрическая принципиальная усилителя с общим эмиттером.

1. Рассчитать ёмкость выходного разделительного конденсатора.

Разделительный конденсатор С3 предназначен для исключения протекания в нагрузку постоянного тока в нагрузку. Данный конденсатор совместно с сопротивлением нагрузки является фильтром высоких частот. Расчет конденсатора производится согласно следующему выражению:

С3_.1/(2f_вх R_н);

где f_вх – входная частота

R_н – сопротивление нагрузки

2. Рассчитать ток коллектора.

I_к=h₂₁I_э;

где I_э – ток эмиттера (берется согласно заданию)

3. Рассчитать сопротивление в цепи коллектора.

Напряжение на коллекторе обычно выбирается как половина напряжения питания, что обеспечивает усиление сигнала с минимальными искажениями, таким образом напряжение на коллекторе определятся согласно выражению:

U_к0=0,5*Е_пит;

тогда сопротивление R_к в цепи коллектора определяется как;

R_к = R3= Uк₀/ I_к =0,5Е_пит/I_к;

Мощность Р3, рассеиваемая на сопротивлении R3 в коллекторной цепи транзистора определяется как;

Р₃ = (I_k)²*R3;

4. Рассчитать сопротивление в цепи эмиттера.

Для определения сопротивления в цепи эмиттера вначале необходимо задать напряжение на эмиттере U_э, которое обычно находится в диапазоне 1…2 В. Точное значение U_э выбирается согласно заданию на расчетно-графическую работу.

Сопротивление Rэ определяется по закону Ома:

Rэ= R4= U_э/ I_э.

Ток эмиттера I_э выбирается в диапазоне (0,5…1,0)мА.

Мощность Р4, рассеиваемая на сопротивлении R4 в цепи эмиттера определяется как;

Р₄ = (I_э)²*R4.

6. Рассчитать входное сопротивление транзистора со стороны базы

Входное сопротивление транзистора со стороны базы h₁₁ определяется по формуле

h₁₁=R_э*().

7. Рассчитать резистивный делитель в цепи базы транзистора на постоянном токе.

Резистивный делитель в цепи базы обеспечивает следящую обратную связь по температуре, путем стабилизации потенциала базы транзистора относительно земли.

Если в режиме максимального сигнала ток делителя I_д превышает ток базы I_б, то потенциал базы U_б будет определяться только напряжением питания Е_пит и соотношением резисторов R1, R2. Поэтому обеспечения температурной стабилизации режима обеспечивается условие:

I_д= Е_пит/(R1+R2)= I_э.

Потенциал базы U_б определяется как :

U_б= _d+U_э,

где  _d  статический потенциал рn-перехода (для кремневых транзисторов  _d =0,6…0,8В).

Резисторы R1, R2 определяться как:

R2=U_б/I_д= ( _d+U_э) /I_э;

R1= (E_пит-U_б)/I_д=(E_пит-U_б)/I_э.

Мощности Р₁, Р₂ рассеиваемые на сопротивлениях делителя R1, R2:

Р₁ = (I_д)²*R1;

Р₂ = (I_д)²*R2.

8. Рассчитать резистивный делитель в цепи базы транзистора на переменном токе.

Эквивалентное сопротивление делителя R1, R2 переменному току R_д.экв определяется выражением:

R_д.экв= R1* R2/(R1₊ R2).

9. Рассчитать входное сопротивление усилителя.

На низких частотах входное сопротивление усилителя R_вх является активным и соответствует параллельному соединению сопротивлений h₁₁ и R_д.экв,

R_вх.= h₁₁* R_д.экв / (h₁₁₊ R_д.экв).

10. Рассчитать ёмкость входного конденсатора.

Разделительный конденсатор С1 предназначен для отделения постоянной составляющей входного сигнала. Величина емкости конденсатора С1 определяется по формуле:

С1_.1/(2f_сигнR_вх).

11. Рассчитать ёмкость конденсатора в цепи эмиттера.

Предварительный расчет ёмкости выполняется по заданному значению статического коэффициента усиления К_у, по выражению

Расчет фазового сдвига в эмиттерной цепи выполняется как:

.

12.Выполнить проверочный расчет коэффициента усиления.

где ω= 2πf.

В случае если расчетное значение коэффициента усиления К_u меньше заданного, повторить расчет выбрав транзистор с большим значением α.