3. Расчет I каскада усиления.

Выбираем тип транзистора и режим работы по постоянному току.

3.1. Выбираем экономичный режим работы транзистора VT1 по постоянному току.

При этом коллекторный ток в точке покоя =1 мА

3.2. Находим напряжение U_кэп1 и мощность P_кп1 ,рассеиваемую на коллекторе транзистора в точке покоя :

U_кэп1 = U_кэп2 ≈ 0,4 · E_к

P_кп1 = U_кэп1 · I_кп1

Получаем:

U_кэп1 = 0,4 · 22 = 8,8 В

P_кп1 = 8,8 · 0,001 = 0,0088

3.3. Рассчитываем ток базы покоя :

I_бп1 = I_кп1 / h_{21 э1}

По графику 2 определяем значение h_{21 э1} и берем его равным 168

Получаем:

I_бп1 = 0,001 / 168 = 5,9 · 10^-6

3.4. Выбираем величину напряжения смещения :

U_бэп1 ≈ 0,7 В

Определение элементов принципиальной схемы

3.5. Определяем общее сопротивление коллекторной цепи постоянному току :

R₃ + R₄ ≈ E_к – U_кэп1 / I_кп1

Получаем:

R₃ + R₄ ≈ 22 – 8,8 / 0,001 = 13200 Ом

Оно состоит из сопротивления резистора в цепи коллектора R₃ и сопротивления резистора в цепи эмиттера R₄ Резистор R₄ кроме температурной стабилизации обеспечивает отрицательную обратную связь (ООС). Введение ООС подобного типа приводит к увеличению входного сопротивления каскада и благоприятно сказывается на работе источника входного сигнала. Примем сопротивление резистора R₃ ≈ (E_к – U_кэп1) / I_кп1

Получаем:

R₃ ≈ 22 – 8,8 / 0,001 = 13 кОм

P_R3 = I_кп1² · R₃ = 0,001 · 13 · 10³ =15 мВт

Выбираем соответствующий стандартный резистор из ряда Е24: R₃ = 15 кОм

3.6. Произведем расчет каскада по переменному току. Определим коэффициент усиления без оос :

K_U1 = h_{21 э1} · R_н / R_{вх э1}

,где R_н = R₃ · R_вх2 / (R₃ + R_вх2) ; R_{вх э1} ≈ h_{11 э1}

И требуемый коэффициент усиления

K_{u1 треб.} = U_{m вх2} / U_{m вх}

Получаем:

R_н = 15000 · 6016 / ( 15000 + 6016) = 4112 Ом

По графику 1 определяем h_{11 э1}, R_{вх э1} = h_{11 э1} = 6600 Ом

K_u1 = 168 · 4112 / 6600 = 104,669

K_{u1 треб.} = 0,014 / 0,001 = 15

3.7. Находим сопротивление резистора r4 ,обеспечивающего оос в каскаде усиления :

K_{u1 треб.} = K_u1 / 1 + BK_u1

,где B = U_ос / U_вых = (h_{21 э1} + 1) · R₄ / h_{21 э1}· R_н – коэффициент передачи цепи ООС

По формуле находим B = K_u1 = K_{u1 треб.} / K_U1 · K_{U1 треб.} , откуда вычисляем

R₄ = B · R_н · h_{21 э1} / h_{21 э1} + 1

Получаем:

K_{u1 треб.} = 104,669 / 1 + 0,0618 · 104,669 = 15

B = U_ос / U_вых = (168 + 1) · 5700 / 168 · 87,179 = 0,000061

B = K_u1 = K_{u1 треб.} / K_U1 · K_U1 = 90,669 / 1465,336 = 0,0618

R₄ = 0,0618 · 4112 · 168 / 168 + 1 = 200 Ом

P_R4 = I_эп1² · R₄ = 0,001² · 200 = 0,2 мВт

Выбираем соответствующий стандартный резистор из ряда Е24: R₄ = 200 Ом

3.8. Определяем ток в цепи делителя смещения :

I_д1 ≈ (5 – 10) · I_бп1, принимаем I_д1 = 10 · I_бп1

Получаем:

I_д1 = 10 · 5,9 · 10-6 = 59,5 · 10^-6

3.9. Находим сопротивления резисторов делителя r1 и r2 :

R₁ = E_к – U_R4 – U_бэп1 / I_д1 + I_бп1

R₂ = U_R4 + U_бэп1 / I_д1

,где U_R4 = I_эп1 · R₄ ≈ I_кп1 · R₄

Получаем:

U_R4 = 0,001 · 270 = 0,27

R₁ = 22 – 0,27 – 0,7 / 59,5 · 10-6 + 5,9 · 10-6 = 330 кОм

R₂ = 0,27 + 0,7 / 59,5 · 10^-6 = 15 кОм

P_R1 = (I_бп1 + I_д1)² · R₁ = (5,9 · 10^-6)² · 330000 = 11 мкВт

P_R2 = I_д1² · R₂ = (59,5 · 10^-6)² · 15000 = 52,2 мкВт

Выбираем соответствующий стандартный резистор из ряда Е24: R₁ = 330 кОм; R₂ = 15 кОм