Федеральное агентство связи

ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЕЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Курсовая работа по дисциплине «Основы схемотехники»

Пояснительная записка

210404 000000 034 ПЗ

Руководитель		В.А. Матвиенко
канд. техн. наук, доцент
Студентка группы

Екатеринбург

2008

Содержание

1. Цель работы 3

2. Задание на курсовую работу 4

3. Построение нагрузочной прямой по постоянному току 6

4. Определение малосигнальных параметров транзистора 8

5. Расчет параметров элементов эквивалентной схемы замещения 9

6. Граничные и предельные частоты биполярного транзистора 11

7. Определение сопротивления транзистора по переменному току 12

8. Построение сквозной характеристики I_к(U_бэ) 13

9. Определение динамических параметров усилительного каскада 14

10. Определение коэффициента нелинейных искажений 15

Заключение 16

Список литературы 17

Приложение 18

1. Цель курсовой работы

Цель курсовой работы состоит в закреплении знаний, полученных при изучении дисциплины «Основы схемотехники», в получении опыта разработки и расчета основных характеристик усилительных каскадов, а также в активизации самостоятельной учебной работы студентов, в развитии умений выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и эквивалентные схемы биполярных транзисторов, получить разностороннее представление о конкретных электронных элементах.

В ходе выполнения курсовой работы необходимо для заданного типа транзистора выписать паспортные параметры и статические характеристики, в соответствии со схемой включения и величинами элементов схемы усилительного каскада выбрать положение режима покоя, для которого рассчитать величины элементов эквивалентных схем транзистора и малосигнальные параметры транзистора, графо-аналитическим методом определить параметры усилительного каскада.

2. З адание на курсовую работу

Исходные данные к курсовой работе:

• Тип транзистора_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ КТ201А

• Напряжение источника питания_ _ _ _ Е_п=15 В

• Сопротивление в цепи коллектора_ _ _R_к=0,82 кОм

• Сопротивление нагрузки _ _ _ _ _ _ _ _ R_н=1,2 кОм

В соответствии с заданными исходными данными выбираем схему включения с общим эмиттером и с эмиттерной стабилизацией.

Описание транзистора: кремниевый эпитаксиально-планарный p-n-p транзистор предназначен для использования в усилительных схемах.

Корпус металлический, герметичный, с гибкими выводами. Масса транзистора не более 0,6 г.[2]

Электрические параметры:

Наименование	Обозначение	Значения		Режимы измерения
		Min	Max	Uк,В	Uэ,В	Iк,мА	Iэ,мА	f,кГц
Обратный ток коллектора, мкА	Iкбо		10	20
Обратный ток эмиттера, мкА	Iэбо		3		20
Коэффициент обратной связи по напряжению в режиме малого сигнала	h21б		3*10-8	5			1	1
Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте	|h21Э|	1		5			10	104
Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером	h21Э	8	60	1		5
Выходная проводимость в режиме малого сигнала при х.х., мкСим	h22б		2	5			1	1
Ёмкость коллекторного перехода, пФ	CK		20	5				104

Максимально допустимые параметры

Гарантируются при температуре окружающей среды Т_с=-60…+125 ⁰С.

Iк max – постоянный ток коллектора, А	20
Iк ,и max – импульсный ток коллектора, А	100
Uк бmax – постоянное напряжение коллектор-база, В	20
Uкэ max – постоянное напряжение коллектор-эмиттер, В	20
Uэб max – постоянное напряжение эмиттер-база, В	20
Pк max – постоянная рассеиваемая мощность коллектора, мВт
При Тс=-60…+90 0С	150
При Тс=125 0С …	60
Т п мах - Температура перехода, 0С	150
Допустимая температура окружающей среды, 0С	-60…+125

При повышении температуры от 90 до 125 ⁰С допустимая мощность уменьшается линейно.

Рис1. Схема транзистора с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией

3. Построение нагрузочной прямой по постоянному току

   На семействе выходных характеристик построим нагрузочную прямую по постоянному току. Для предотвращения сильных нелинейных искажений и тепловой неустойчивости транзистора, а также уменьшения нестабильности параметров усилительного каскада, выбираем схему с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией рабочей точки, в которой используется отрицательная обратная связь по постоянному току. Тогда нагрузочная прямая строится по уравнению:

, где

Нагрузочную прямую строим по двум точкам:

1. При I_к=0, U_кэ = E_п = 15 В

Номинальное значение R_э=160 Oм.

2. При U_кэ=0,

Рис.2 Семейство выходных характеристик транзистора КТ201А

Рабочая точка выбирается посередине участка насыщения в точке пересечения нагрузочной прямой с выходной характеристикой (рис.2).

Рис.3 Входные характеристики транзистора КТ201А

Параметры режима покоя:

U_кэ⁰ = 8 В, I_к⁰= 7 мА, I_б⁰= 0,1 мА, U_бэ⁰= 0,76 В.

Стабилизация тока осуществляется за счет последовательной отрицательной обратной связи, которая вводится с помощью резистора R_э. Нежелательная обратная связь по переменному току может быть устранена путем шунтирования резистора R_э конденсатором большой емкости.

Определим величины резисторов R₁ и R₂:

Номинал R₁=22 кОм.

Номинал R₂=3,9 кОм.