Расчет принципиальной электрической схемы по постоянному току:

Рассчитать по постоянному току каскодный усилитель (см. рис. 1) .

Напряжение питания каскада Е_п = 10В.

Для этого преобразуем принципиальную электрическую схему так, чтобы в ней остались только элементы, влияющие на режим работы по постоянному току (см. рис. 2).

Выбираем типы транзисторов VT1 и VT2. В данной схеме, каскодного усилителя, примем, что VT1=VT2. Для оптимального режима работы транзисторов необходимо выполнение условий:

где  максимально допустимое напряжение между стоком и истоком;

 максимально допустимый ток стока;

 максимально допустимая мощность, рассеиваемая на стоке транзистора;

 мощность, рассеиваемая на стоке транзистора в рабочей точке.

Этим условиям соответствует транзистор КП 303Г, который обладает следующими параметрами [1,2]:

Входная и выходная статические характеристики транзистора КП 103Л приведены на рис. 3. На семействе выходных статических характеристик проводим линии U_{си макс} , I_{с макс} и Р_{с макс}, ограничивающие область нормальной работы транзистора.

Определяем величину тока покоя в цепи стока, с учетом того, чтобы при усилении переменной составляющей не происходило искажения сигнала, т. е. Транзистор не выходил за пределы рабочей области, не входил в режим отсечки, насыщения.

7

. Для нашего транзистора изменение входного напряжения равно:

U  (1,5…2)U_mвх = 0,75…1B.

Так как даже при амплитуде входного напряжения U = 2U_mвх рабочая точка транзистора не смещается за пределы допустимой области работы, то установим следующую точку работа транзистора (см. с 10).

Установим рабочую точку транзистора А:

I_со = 4мА

U_сио2 = 3.8В

U_{си. макс} = Е_п/2 = 7.5В

U_зио2 = 1.8В

Полагаем R₃ = R_вх.= 1.5Мом.

Выбираем R₃ = 1.5 Мом.

Мощность, выделяемая на этом сопротивлении равна ( учтём, что ток затвора минимален, к примеру, возьмём ):

Р_R3= I_со² * R₃ = (10^-6)² * 1500000 = 1,5 мкВт.

Принимаем резистор R₃ типа МЛТ-125.

Теперь находим сопротивление в цепи истока, принимая, что:

R₅ = U_зио2 / I_co = 1,8 / 0,004 = 450 Ом.

Принимаем номинал R₅ равным 470 Ом.

Мощность, выделяемая на R₅ равна:

P_R5 = I_co² * R₅ = 0.0042 * 470 = 7,2 мВт.

Принимаем резистор R₅ типа МЛТ-125.

Следуя указаниям [6] напряжение на резисторе R₄ равно 0,5Е_п. Вычислим сопротивления:

R₄ = 0,5Е_п / I_co = 7,5 / 0,004 = 1875Ом

Принимаем резистор R₄ равным 2 кОм.

Мощность, выделяемая на R₄ равна:

P_R4= I_co² * R₄ = 0,004² * 2000 = 32мВт.

Принимаем резистор R₄ типа МЛТ-125.

Напряжение на переходе сток-исток транзистора VT1 равно:

U_сио1 = E_п – U_R5 – U_R4 – U_сио2 = 15 – 1,8 – 7,5 – 3,8 = 1,9В

Так как рабочая точка В транзистора VT1, имеющая координаты I_со = 4мА, U_си = 1,9В, находится на горизонтальном участке кривой Uзи то будем считать, что U_зи1 = U_зи2 = 1,8В.

8

Принимая во внимание указание, чтобы ток делителя каскодного усилителя принять минимальным, возьмем его равным .

Теперь найдем напряжение на сопротивлении :

U_R2 = U_зи + U_сио2 + U_R5 = 1,8 + 3,8 + 1,8 = 7,4В

и значение сопротивления:

R₂ = U_R2 / I_д = 7,4 / 0,0001 = 74000Ом

Принимаем резистор R₂ равным 75 кОм.

Мощность, выделяемая на R₂ равна:

P_R2 = I_д² * R₂ = (0,0001)² * 75000 = 0,75мВт.

Принимаем резистор R₂ типа МЛТ-125.

Величину сопротивления резистора R₁ определяем по формуле:

R₁ = (Е_п – U_R2) / (I_д + I_з) = (15 – 7,4) / (0,0001 + 10^-6) = 75,247кОм.

Принимаем резистор R₂ равным 82 кОм.

Мощность, выделяемая на R₂ равна:

P_R2 =(I_д + I_з)² * R₁ = (0,0001 + 10^-6)² * 82000 = 0,83мВт.

Принимаем резистор R₁ типа МЛТ-125.

Определяем ток и мощность, потребляемые каскадом в режиме покоя. Потребляемый ток равен:

I_п = I_д + I_со = 10^-4 + 0,004 = 4,1мА.

Потребляемая мощность равна:

P_п = I_п * Е_п = 0,0041 * 15 = 61,5мВт.

9

10