Введение.

Коэффициент усиления – один из важнейших показателей усилителя. Он показывает, во сколько раз полезный эффект в заданной нагрузке на выходе усилителя больше эффекта, создаваемый источником сигналов на его входе. Полезный эффект на выходе может определяться напряжением, током или мощностью. В соответствии с этим усилитель характеризуют его коэффициентом усиления напряжения, тока или мощности.

Активный элемент (транзистор) вместе со всеми вспомогательными элементами (резисторы, конденсаторы и пр.) обеспечивают должную работу устройства, называемое усилительным каскадом. Если усиление создаваемое оказывается недостаточным, применяют последовательное включение нескольких каскадов. Результирующее усиление напряжение такого усилителя равно произведению коэффициентов усиления входящих в него каскадов.

Таким образом, необходимый коэффициент усиления, который должен обеспечить усилитель, составляет K_u=10⁶, заданное число каскадов n=3.

Распределим между каскадами коэффициент усиления равномерно: K₁=K₂=K₃=100. Все каскады стоим по схеме с общим эмиттером (ОЭ) (рис.1), характеризуемой наилучшими усилительными свойствами.

Рис. 1 Принципиальная схема усилителя с ОЭ.

Структурная схема проектируемого устройства примет вид (рис.2), где ВхК – входной каскад, ПрК – промежуточный каскад, ВыхК – выходной каскад.

Рис.2. Структурная схема усилителя.

Основная часть.

Расчет первого каскада.

В качестве транзистора для всех каскадов выберем транзистор 2N3020. Величина входного сигнала U_вх=1 мкВ.

Рис.3. Принципиальная схема первого каскада.

Расчет второго каскада.

Рис.4. Принципиальная схема второго каскада.

Расчет третьего каскада.

Рис.5. Принципиальная схема третьего каскада.

Каскадирование.

В ходе выполненной работы была спроектирована схема трехкаскадного усилителя (рис.6).

Рис.6. Принципиальная схема трехкаскадного усилителя.

Заключение.

В результате работы был смоделирован усилитель напряжения, состоящий из трех каскадов (входного, промежуточного, выходного), каждый каскад который состоит из активного элемента (npn транзистора 2N3020) и нескольких пассивных элементов (резисторов и конденсаторов).

Данный усилитель усиливает сигнал меандр с 1 мкВ до 1В, частота сигнала f=1 кГц.

Работа усилителя представлена в виде графиков (см. Приложение).

Литература.

1. Проектирование усилительных устройств на транзисторах: Учебное пособие для вузов/ Г.В.Войшвилло, В.И.Караванов и др. Под ред. Г.В.Вайшвилло. М.: Связь, 1972.-184с.

2. В.М. Петухов Справочник. Аналоги отечественных и зарубежных транзисторов 2009

3. К.М. Брежнева, Е.И. Гантман, Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник, М., 1985 г.

4. А. Хоровиц, П. Хилл, Искусство схемотехники. Том 2, М.,"Иностранная литература", 2009 г.