- •1. Задание
- •2. Предварительный расчет по постоянному току
- •2.1. Предварительный расчет резисторов диода v1
- •2.2. Расчет по постоянному току каскада на полевом транзисторе v2
- •2.3. Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3,v4
- •2.4. Проверка расчета по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3 и v4 с помощью компьютера
- •3. Расчет усилителя на переменном токе
- •3.1. Составление эквивалентной схемы
- •3.2. Построение амплитудно-частотной характеристики
- •3.3. Расчет сопротивления передачи
- •4. Литература
2.3. Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3,v4
|
Принципиальная схема каскадов на биполярных транзисторах по постоянному току (рис. 4)
|
Для расчета сопротивлений резисторов необходимо выбрать режимы работы транзисторов V3 и V4.
Выберем токи покоя транзисторов V3 и V4:
IК4 ≤ IКmax/2= 30/2 = 15 мА
IК4 = 15 мА
IК3 ≤ IК4
IК3 = 12 мА
Напряжение коллектор-эмиттер транзистора
V4 UКЭ,4
=
5 В.
Напряжение на эмиттере UЭ4 = 0.1*E0 = 0.1 * 10 В = 1 В, тогда
UБ4 = UЭ3 = UЭ4 + UБЭ = 1 В + 0.7 В = 1.7 В
Можно заметить, что UБ4 = UЭ3, тогда
UБ3 = UЭ3 + UБЭ = 1.7 В + 0.7 В = 2.4 В
UК4 = UЭ4 + UКЭ,4 = 1 В + 5 В = 6 В
Для вычисления токов базы IБ3 и IБ4 и дальнейших расчетов определим коэффициенты передачи по току h21, используя крайние значения
h21 =
155
Тогда IБ3 и IБ4 будут равны:
IБ3 =
0.07
мА.
IБ4 =
0.09
мА.
Примем ток делителя IД3 ≥ 10* IБ3 = 10*0.07 мА = 0.7 мА.
Выберем IД3 = 1 мА
Ввиду большого коэффициента передачи
по току h21, будем
считать, что IЭ3
IК3, а IЭ4
IК4.
Вычислим сопротивления резисторов
R9=Uэ3/Iк3=141 Ом
R10=(E0-Uк4)/Iк4=266 Ом
R11=Uэ4/Iк4=66 Ом
R7=(E0-Uб3)/(Iд3+Iб3)=8,92 кОм
R8=Uб3/Iд3=3,098 кОм
Значения резисторов необходимо выбрать в соответствии с номинальным рядом.
Тогда:
R7 = 9,1 кОм
R8 =3,3 кОм
R9 = 141 Ом
R10 = 266 Ом
R11 = 68 Ом
2.4. Проверка расчета по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3 и v4 с помощью компьютера
Для проверки расчетов по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах V3 и V4 можно использовать компьютер (программу FASTMEAN). Составим эквивалентную схему:
|
Эквивалентная схема усилительного каскада на V3 и V4 по постоянному току (рис. 5) |
Сопротивления R6 и R1 не являются резисторами, они отражают эквиваленты входных сопротивлений переходов база-эмиттер транзисторов V3 и V4 h11,3 и h11,4. Они вычисляются по таким формулам:
Вследствие несовпадения направления постоянного коллекторного тока в реальном транзисторе и в компьютерной модели коэффициенту передачи тока h21 необходимо присвоить знак минус.
Вычислим токи в резисторах и напряжения в узлах.
Результаты расчётов на ПК (рис. 6)
|
Сравним результаты расчета на ПК и предварительного расчета.
|
V3 |
V4 |
|||||
Токи и напряжения |
UБ3 |
UЭ3 |
IД3 |
IЭ3 |
UЭ4 |
UК4 |
IК4 |
Ед. измерения |
В |
В |
мА |
мА |
В |
В |
мА |
Расчет предварительный |
2.4 |
1.7 |
0.7 |
12.1 |
1 |
6 |
15 |
Расчет компьютерный |
2.48 |
1.78 |
0.75 |
11.9 |
1.06 |
5.81 |
15.6 |
Несложно убедится, что результаты расчетов на ПК совпадают с заданной точностью (разница не превышает 10%). Можно считать, что расчет всех элементов по постоянному току сделан правильно.
