2.4Анализ результатов моделирования статических характеристик

При моделировании статических характеристик транзистора 2N5830 по схеме с общим эмиттером определён коэффициент передачи по току h_21Э=189 для заданного источника питания E_П=16 В и сопротивления нагрузки R_Н=2 КОм.

Таблица 2.4

Параметр	Статические параметры	Параметры покоя	Расхождение
IБ0	21.32 мкА	18.99274 мкА	11%
IК0	4.0738 мА	3.59242 мА	12%
UК0	8 В	8.093 В	1.16%
UБ0	589.468 мВ	722.5 мВ	18%

Расхождение значений, полученных при моделировании выходных и передаточной характеристик, представлены в табл. 2.4 и не превышают 12% и объясняется влиянием нагрузки, небольшой погрешностью при нахождении U_К0 на передаточной характеристике, а так же цепи термостабилизации режима работы транзистора.

Для режима А работы транзистора 2N5830 необходимо установить на базе напряжение смещения U_Б0=1.4448 и ток I_Б0=18.99274 мкА. При этом на коллекторе установятся напряжение U_К0= 8.81515 В и ток I_К0=3.59242 мА.

2. Расчёт и моделирование усилительного каскада по постоянному току

3.1 Расчёт параметров резистивного делителя

Целью расчёта цепей, задающих режим работы транзистора является определение номиналов резистивного делителя.

В большинстве электрических схем, с целью уменьшения габаритов и стоимости, для задания режима работы транзистора используют не два источника постоянного напряжения, а один. Роль второго источника обычно выполняет делитель напряжения, как правило резистивный, который обеспечивает необходимое напряжение и ток смещения.

Исходными данными для расчёта резистивного делителя являются полученные из статических характеристик напряжение смещения U_Б0=1.4448 В и ток I_Б0=18.99274 мкА, которые обеспечивают режим А работы транзистора.

Для расчёта резисторов R_д1 и R_д2 (рис. 9) пользуются выражением I_д=10∙I_б0. При таком соотношении потенциал базы не зависит от тока базы, поэтому он слабо подвержен температурному дрейфу и обеспечивает необходимое напряжение смещения рабочей точки.

I_д=10∙ ( I_Б0=18.99274 мкА)= 189.9274 мкА.

Найдём ток I_Rд2=I_д-I_б0=189.9274 мкА – (18.99274 мкА)= 170.9мкА.

По закону Ома:

R_д2=U_б0 / I_Rд2= 1.4448В / 170.9мкА = 8.452 кОм.

Найдём сопротивление резистора R_д1 :

R_д1=E_п – U_б0 / I_д = (16В – 1.4448В) / 189.9274 мкА = 76.636 кОм.

После определения номиналов резисторов R_д1 и R_д2 расчёт резистивного делителя считается законченным.

3.2 Моделирование усилительного каскада с резистивным делителем

Целью моделирования усилительного каскада с резистивным делителем является отыскание значений напряжений и токов покоя, задающих режим А работы транзистора.

При моделировании электронных схем в среде NI Multisim используют стандартные ряды значений элементов, поэтому полученные расчётным путём номиналы резистивного делителя необходимо округлить до ближайшего из предложенных значений. Однако нужно иметь ввиду, что это даст нам некоторое расхождение результатов при моделировании.

Соберём схему и найдём значения токов и напряжения покоя (рис.3.2):

Рис. 3.2 Схема для моделирования резистивного делителя

Таким образом, после включения питания в цепях, задающих режим А работы транзистора 2N5830, установятся следующие значения покоя:

• Напряжения коллектора U_к0= 8.865 В

• Ток коллектора I_к0= 3.567 мА

• Напряжение базы U_б0= 1.439 В

• Ток базы I_б0= 19 мкА