СРС Усилительный каскад на биполярном транзисто..



ВВЕДЕНИЕ


В настоящих методических указаниях представлены материалы для выполнения расчетной работы «Определение электрического режима транзистора и параметров элементов схемы усилительного каскада» по курсу «Электротехника и электроника» студентами специальностей «Автоматизированные системы обработки информации и управления» и «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем». В указаниях изложены принципы расчета усилительного каскада и методика его проведения, а также приведены соотношения, используемые при расчете. Методика определения электрических параметров транзистора в составе усилительного каскада ориентирована на применение вычислительной техники.
Полагается, что в процессе подготовки к непосредственному расчету студент должен изучить в полном объеме вопросы, касающиеся работы усилительного каскада и его электрических характеристик. При этом необходимо обратить особое внимание на назначение отдельных элементов схемы каскада, понять зависимость электрических характеристик усилителя от величин параметров элементов схемы. Предполагается, что студентом освоен раздел курса по биполярному транзистору.
При сдаче работы со студентом проводится собеседование. Приведенные в настоящих указаниях контрольные вопросы помогут студенту не только определить его готовность к выполнению расчетов, но и подготовиться к собеседованию.
Оформление отчета о выполненной работе должно быть аккуратным. Отчет должен содержать формулировку задания, схему усилительного каскада, характеристики транзистора с выполненными построениями и результаты расчета, сведенные в таблицу.
Рекомендуется следующая учебная литература:
1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника / Ю.С.Забродин. М.: Высшая школа, 1982. С.91-99, 103-120.
2. Горбачев Г.Н. Промышленная электроника / Г.Н.Горбачев, Е.Е.Чаплыгин. М.: Энергоатомиздат, 1988. С.52-62.
3. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника / О.П.Глудкин, А.И.Гуров. М.: Горячая Линия – Телеком, 1999. С. 183-209.
4. Фурсаев М.А. Основы аналоговой электроники / М.А.Фурсаев. Саратов: Сарат.гос.техн.ун-т, 2003. С.25-42.



ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Общие вопросы расчета усилительного каскада

При расчете усилительного каскада определяются значения параметров электрического режима транзистора в его составе, а также отдельных элементов схемы каскада. Исходными величинами являются значения выходных параметров, которыми должен характеризоваться каскад.

13 EMBED PBrush 1415
Рис.1. Схема усилительного каскада ОЭ

Ниже рассматриваются принципы расчета усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ) и работающем в режиме класса А. Схема такого каскада приведена на рис.1. В режиме класса А точка покоя находится в центре рабочей области выходной характеристики транзистора, которая ограничена максимально допустимыми значениями тока коллектора Iк max, напряжения коллектор-эмиттер Uкэ max и мощности, рассеиваемой прибором:

Рк max = Iк Uкэ. (1)

На рис.2 представлена выходная характеристика транзистора, на которой проведены прямые Iк max и Uкэ max, а также гипербола Рк max, ограничивающие эту область.
Точка покоя, определяющая значения постоянных составляющих токов и напряжений транзистора, находится на пересечении линии нагрузки по постоянному току и вольт-амперной характеристики для значения тока базы IБП, зависящего от параметров элементов входной цепи усилителя. На рис.2 проведена линия нагрузки по постоянному току (1) и указано положение точки покоя (точка П). Эта линия проходит через точку Ек на оси абсцисс и точку

Iк кз = 13 EMBED Equation.3 1415 (2)
на оси ординат. Ек – постоянное напряжение источника коллекторного питания, Rк и Rэ – резисторы в коллекторной и эмиттерной цепях транзистора (см. рис.1).
13 EMBED PBrush 1415

Рис.2. Выходная характеристика транзистора,
линии нагрузки: 1 - по постоянному току, 2 - по переменному току

На рис.2 также проведена линия нагрузки по переменному току (2), проходящая через точку покоя под углом наклона к оси ординат, тангенс которого
tg
· = 13 EMBED Equation.3 1415, (3)

где Rн – сопротивление, на которое нагружен выход усилительного каскада.
На входной и выходной характеристиках транзистора (рис.3 и 4) выполнены построения, иллюстрирующие процесс усиления гармонического сигнала каскадом. На этих рисунках отмечены точка покоя П, а также точки А и В, соответствующие максимальному удалению рабочей точки от точки покоя при фиксированном уровне входного сигнала. Перемещение рабочей точки происходит по входной характеристике (рис.3) и по линии нагрузки по переменному току (рис.4).

13 EMBED PBrush 1415
Рис.3. Графическое определение мгновенных значений тока
и напряжения входной цепи транзистора в составе
усилительного каскада ОЭ

13 EMBED PBrush 1415
Рис.4. Графическое определение мгновенных значений тока
и напряжения выходной цепи транзистора в составе
усилительного каскада ОЭ
Методика проведения расчета усилительного каскада предполагает следующие четыре этапа:
1) определение положения точки покоя на выходной характеристике транзистора, при котором обеспечиваются требуемые выходные параметры каскада;
2) расчет каскада по постоянному току, при котором рассчитываются сопротивления резисторов, определяющих положение точки покоя;
3) расчет каскада по переменному току, при котором определяются коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности, а также входное и выходное сопротивления каскада;
4) расчет емкостей конденсаторов схемы.
При этом разделение расчета по этапам, как будет показано ниже, является весьма условным.

1.2. Определение положения точки покоя

Положение точки покоя на выходной характеристике транзистора выбирается с учетом необходимого зазора между рабочей точкой при ее максимальном удалении от точки покоя и границей рабочей области, как показано на рис.5. Такой зазор достигается, когда
- ток коллектора в точке А IКА удовлетворяет условию:

13 EMBED Equation.3 1415 > 0,05; (4)

- напряжение коллектор-эмиттер в точке А UкэА не менее чем в 1,5-2 раза превышает напряжение коллектор-эмиттер Uкэн при котором в транзисторе при коллекторном токе IКА наступает режим насыщения;
напряжение коллектора в точке В UкэВ удовлетворяет условию:

13 EMBED Equation.3 1415> 0,05; (5)

- ток коллектора в точке В в 1,5-2 раза превышает величину тока на вольт-амперной характеристике для IБ = 0 при UкэВ.
Кроме того, нагрузочная линия по переменному току должна быть удалена от гиперболы Рк max.
13 EMBED PBrush 1415

Рис.5. К определению положения точки покоя

Точка покоя находится на середине прямой, соединяющей точки А и В. Расстояние этих точек от точки покоя определяет амплитуды переменных составляющих напряжения коллектор-эмиттер Uкэm и коллекторного тока Iк m, которые, в свою очередь, связаны с величиной мощности на выходе каскада соотношениями:
Uкэ m = 13 EMBED Equation.3 1415, (6)

Рвых = 0,5 Iк m Uкэ m 13 EMBED Equation.3 1415. (7)

Как следует из соотношения (7), для получения большего уровня выходной мощности необходимо, чтобы Rк >> Rн.
По положению точки покоя на выходной характеристике транзистора определяются значения постоянных составляющих коллекторного тока IКП и напряжения коллектор-эмиттер UкэП (см. рис.4 и 5). По вольт-амперной характеристике, проходящей через точку покоя, определяется постоянная составляющая базового тока IБП. Постоянная составляющая напряжения база-эмиттер UБэП определяется по величине тока IБП с использованием входной вольт-амперной характеристики, снятой при напряжении Uкэ и отличной от нуля (см. рис.3).
Из проведенного рассмотрения следует, что задаваемые значения параметров усилительного каскада могут быть реализованы при использовании выбранного типа транзистора, если прямоугольный треугольник, катеты которого равны соответственно 2Iкm и 2Uкэm, вписываются в рабочую область на выходной характеристике при оговоренных выше условиях. Такой треугольник с вершинами А, В и С показан на рис.5.

1.3. Расчет усилительного каскада по постоянному току

Резистор Rэ введен в схему усилительного каскада для стабилизации точки покоя на выходной характеристике транзистора при изменении его температуры в процессе работы. Сопротивление резистора Rэ определяется из соотношения:

IЭП Rэ =
· Ек, (8)

где значение
· в пределах 0,1 – 0,3 выбирается с учетом следующего компромисса. Для увеличения стабилизации точки покоя необходимо увеличивать сопротивление резистора Rэ и, следовательно, значение коэффициента
·. Однако, при этом увеличивается напряжение источника питания Ек, что нежелательно.
Согласно второму закону Кирхгофа для контура постоянного тока, содержащего транзистор и источник Ек, можно записать:
13 EMBED Equation.3 1415
Ек = IК Rк + Uкэ + Iэ Rэ. (9)

Если в этом уравнении величины тока и напряжения положить равными значениям параметров в точке покоя, то его можно использовать для расчета сопротивления резистора Rк.
Уравнение (9) при подстановке в него соотношения (8) можно привести к виду:
Uкэ = (1 –
·) Ек - IК Rк. (10)

Использование этого соотношения упрощает процедуру поиска положения точки покоя на выходной характеристике транзистора. Действительно, прямая, соответствующая его правой части, пересекает ось абсцисс в точке (1 –
·) Ек, а ось ординат - в точке 13 EMBED Equation.3 1415 и проходит через точку покоя, как показано на рис.6а.
13 EMBED PBrush 1415

Рис.6. К определению значения коэффициента
·

При расчете усилительного каскада, как правило, осуществляется вариация значением коэффициента
· в оговоренных выше пределах. Соотношение (10) позволяет исключить процедуру варьирования при расчете. Согласно этому соотношению точка покоя должна находиться внутри полосы, ограниченной двумя прямыми. Одна из них проходит через точку 0,9 Ек на оси абсцисс и точку 13 EMBED Equation.3 1415 на оси ординат, а вторая – через точку 0,7 Ек на оси абсцисс и точку 13 EMBED Equation.3 1415 на оси ординат. Такая полоса, ограниченная двумя пунктирными прямыми, представлена на рис.6б. Тогда процедура определения значений электрических параметров транзистора в точке покоя сводится к следующему. Необходимо в рабочую область транзистора на выходной характеристике с нанесенной полосой вероятного положения точки покоя вписать прямоугольный треугольник с катетами 2Iкm и 2Uкэm, показанный на рис.5. При этом должны быть выполнены условия, оговоренные в разделе 1.2. Точка на середине гипотенузы вписанного треугольника должна находиться внутри нанесенной полосы. Координаты этой точки и являются значениями коллекторного тока и напряжения коллектор-эмиттер в точке покоя. Прямая, проведенная через нее параллельно границам полосы вероятного положения точки покоя (сплошная линия на рис.6б), позволяет определить значение коэффициента
·, которое должно быть использовано при расчете сопротивления резистора Rэ по соотношению (8).
Цепь постоянного тока в схеме усилительного каскада показана на рис.1. Как видно, через резистор R1 делительной цепочки, кроме тока IД, протекает ток базы IБП, а через резистор R2 – только ток IД. Расчет сопротивлений этих резисторов производится с использованием соотношений, записанных в соответствии со вторым законом Кирхгофа для содержащих их контуров:

R1 = 13 EMBED Equation.3 1415 , (11)

R2 = 13 EMBED Equation.3 1415. (12)

При этом считается, что IКП
· IЭП.
В обеспечение стабилизации точки покоя на выходной характеристике транзистора должно происходить изменение тока базы. Чтобы изменение этого тока не сильно отражалось на делительных свойствах цепочки резисторов R1 – R2 , величина тока IД делительной цепочки должна в несколько раз превышать ток IБП. Однако существенное увеличение тока IД не представляется возможным, поскольку для его увеличения требуется уменьшать сопротивление резисторов R1 и R2, в результате, как будет показано в разделе 1.4, шунтируется вход транзистора этими резисторами для переменного тока. Обычно полагается, что должно выполняться неравенство:
IД =( 2,5 – 5) IБП. (13)


1.4. Расчет усилительного каскада
по переменному току

При расчете усилительного каскада по переменному току используется схема замещения, представленная на рис.7. Она построена при пренебрежении сопротивлением конденсаторов и внутренним сопротивлением источника Ек. Пунктиром на рис.7 выделена схема замещения транзистора. Выход транзистора нагружен на параллельное соединение сопротивления Rк в коллекторной цепи и сопротивления нагрузки Rн, что учтено в соотношении (7). Наличие в левой части схемы замещения сопротивления R1
· R2 отражает факт параллельного включения резисторов делительной цепочки в цепи переменного тока. Действительно, как следует из схемы рис.1, на входе каскада переменный ток делится на три тока. Один из них протекает через резистор R2, второй поступает на вход транзистора, третий протекает через резистор R1. Поскольку внутреннее сопротивление источника питания Ек мало по сравнению с сопротивлением ветви с резисторами Rк и Rэ, то можно считать, что резисторы R1 и R2 включены параллельно. Из этого же следует, что входное сопротивление каскада определяется тремя сопротивлениями, включенными параллельно, R1, R2 и входным сопротивлением транзистора rвх. Таким образом, входное сопротивление усилительного каскада

Rвх =R1
· R2
· rвх. (14)

13 EMBED PBrush 1415
Рис.7. Эквивалентная схема усилительного каскада
для переменной составляющей тока

Как видно из схемы замещения рис.7, сопротивление R1
· R2 может шунтировать вход транзистора. Чтобы большая часть переменного тока попадала на вход прибора, необходимо выполнение условия:

R1
· R2 > 2,5 rвх. (15)

Выходное сопротивление усилительного каскада практически равно сопротивлению резистора Rк :

Rвых = Rк. (16)

Это также следует из схемы замещения рис.7, поскольку величина сопротивления rэ, отражающего открытый эмиттерный переход, мала, а величина сопротивления rк(э), отражающего закрытый коллекторный переход, существенно велика по сравнению с сопротивлением резистора Rк.
Величины коэффициентов усиления каскада могут быть рассчитаны с использованием следующих соотношений:
для коэффициента усиления по току:

КI = 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415; (17)

для коэффициента усиления по напряжению:

Кu = КI 13 EMBED Equation.3 1415; (18)

для коэффициента усиления по мощности:

Кр = Кu КI. (19)

При расчете можно полагать, что внутреннее сопротивление задающего генератора RГ равно входному сопротивлению каскада Rвх.

Входное сопротивление транзистора в точке покоя

rвх = 13 EMBED Equation.3 1415. (20)

Величины Iкm, IБm и UБЭm были определены в разделе 1.2.


1.5. Расчет емкостей конденсаторов
усилительного каскада

Наличие конденсаторов в схеме усилительного каскада приводит к уменьшению коэффициента усиления при уменьшении частоты входного сигнала, что иллюстрируется рис.8, где представлен низкочастотный участок амплитудно-частотной характеристики каскада. Это связано с увеличением сопротивления конденсаторов схемы при уменьшении частоты. Значения емкостей конденсаторов Ср1, Ср2 и Сэ определяют с учетом обеспечения необходимого уровня коэффициента усиления на низкочастотной границе рабочего диапазона частот.
13 EMBED PBrush 1415
Рис.8. Низкочастотный участок амплитудно-частотной
характеристики усилителя переменного тока

Уменьшение усиления каскада на низких частотах характеризуется коэффициентом частотных искажений, который определяется как
Мн = 13 EMBED Equation.3 1415, (21)

где 13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент усиления в средней части рабочего диапазона;
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент усиления на частоте fн, соответствующей низкочастотной границе рабочего диапазона (см. рис.8). Коэффициент Мн можно представить как произведение трех частных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние одного из трех конденсаторов схемы:

Мн = Мн Ср1 · Мн Ср2 · Мн Сэ, (22)

где
МнС = 13 EMBED Equation.3 1415. (23)

В соотношении (23) величина 13 EMBED Equation.3 1415 - постоянная времени цепи, в которую входит соответствующий конденсатор:

13 EMBED Equation.3 1415р1 = Ср1 (RГ + Rвх); (24)

13 EMBED Equation.3 1415р2 = Ср2 (Rвых + Rн); (25)

13 EMBED Equation.3 1415э = Сэ Rэ. (26)



Емкость конденсатора Сэ выбирают из условия:

13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415, (27)

при котором исключается протекание переменного тока эмиттера через резистор Rэ.
С целью унификации разделительных конденсаторов полагается, что Ср1 = Ср2. Тогда подстановка (23) – (27) в соотношение (22) позволяет получить биквадратное уравнение, решение которого дает величину емкости разделительных конденсаторов.

1.6. Алгоритм расчета усилительного каскада

При расчете усилительного каскада ОЭ на биполярном транзисторе считаются заданными:
- напряжение источника питания Ек,
- сопротивление нагрузки Rн,
- выходная мощность Рвых,
- нижняя граница рабочего диапазона частот fн,
- коэффициент частотных искажений на этой границе Мн.
Если тип используемого в усилителе транзистора задается, расчетом определяются значения параметров электрического режима транзистора, элементов схемы, а также величины входной мощности и КПД. Статические характеристики и значения предельных параметров транзистора считаются известными.
Ниже предлагается алгоритм расчета усилительного каскада.
1. На выходной характеристике транзистора нанести границы рабочей области, как показано на рис.9. При этом используются данные таблицы предельных параметров (Iкmax, Uкэmax, Pкmax). Также проводятся прямые Iкmin и Uкэmin, ограничивающие максимальные удаления рабочей точки от точки покоя.
Гипербола Pкmax проводится по точкам, координаты которых соответствуют условию (1). Линия Uкэmin проводится с учетом исключения из рабочей области участка вольт-амперной характеристики с резким увеличением коллекторного тока. Линия Iкmin проводится с учетом исключения из рабочей области участка, расположенного ниже вольт-амперной характеристики для IБ = 0. Если такая характеристика отсутствует, то линия Iкmin проводится на уровне (0,5 – 1) минимального значения коллекторного тока на оси, для которого проведена линия масштабной сетки.

13 EMBED PBrush 1415

Рис.9. Граница рабочей области на выходной характеристике
биполярного транзистора

2. Рассчитать значение амплитуды изменения напряжения коллектор-эмиттер в течение периода входного сигнала по соотношению (6).
3. Выбрать значение сопротивления резистора в коллекторной цепи транзистора с учетом условия:

Rк =
·Rн, где
· > 2,5.

4. Рассчитать значение амплитуды изменения коллекторного тока в течение периода входного сигнала по соотношению:

Iкm = Uкэm 13 EMBED Equation.3 1415.

5. Определить область вероятного положения точки покоя на выходной характеристике транзистора. С этой целью на характеристике провести две прямые: одну через точку 0,9Ек на оси абсцисс и точку 0,9Ек / Rк на оси ординат, вторую – через точки 0,7Ек и 0,7 Ек / Rк соответственно.
6. Определить положение точки покоя на выходной характеристике транзистора. С этой целью в рабочей области, построенной в п.1, разместить прямоугольный треугольник, катеты которого соответственно равны 2 Uкэm и 2 Iкm, как показано на рис.9. Длины катетов должны быть выполнены в масштабе, который использован при построении выходной характеристики.
Стороны треугольника должны быть удалены от границ этой области, как оговорено в разделе 1.2 методических указаний, его катеты должны быть параллельны осям координат, а середина гипотенузы должна находиться между прямыми, проведенными по п.5.
Если треугольник с указанными параметрами катетов размещается в рабочей области, то значения коллекторного тока и напряжения коллектор-эмиттер в точке покоя определяются координатами середины гипотенузы треугольника. Концы гипотенузы соответствуют точкам А и В максимального удаления рабочей точки от точки покоя при фиксированном уровне входного сигнала. Если треугольник с определенными значениями Uкэm и Iкm не размещается в рабочей области, то следует изменить величину параметра
· в п.3.
Нанести на выходной характеристике точки А, П и В. На ее осях отметить точки, соответствующие токам коллектора IКП, IКА , IКВ, а также напряжениям коллектор-эмиттер UКЭП, UКЭА и UКЭВ.
7. Определить значения токов базы (IБП, IБА , IБВ) в точке покоя, а также соответствующие точкам А и В. Если через точки П, А и В не проходят вольт-амперные характеристики, то их следует провести параллельно другим характеристикам. По этим характеристикам определяются значения IБП , IБА и IБВ при использовании аппроксимации данных на выходной характеристике.
8. По входной характеристике транзистора определить значения напряжения база-эмиттер UБЭП, UБЭА и UБЭВ, соответствующие токам IБП, IБА и IБВ.
Нанести на входной характеристике точки А, П и В. На ее осях отметить точки, соответствующие базовым токам IБП, IБА и IБВ, а также напряжениям база-эмиттер UБЭП, UБЭА и UБЭВ. Результаты, полученные в п.п.6, 7 и 8, занести в табл.1.
Таблица 1

Рабочая точка
Iк, A
Uкэ, В
IБ, A
UБЭ, В

А





П





В









9. Рассчитать амплитуды переменных составляющих токов и напряжений транзистора по соотношениям:

IБm = 0,5 (IБА - IБВ ), IКm = 0,5 (IКА – IКВ ),
UБЭm = 0,5 (UБЭА - UБЭВ ), UКЭm = 0,5 (UКЭВ – UКЭА).

10. Рассчитать сопротивление резистора Rэ по соотношению (8). Величина коэффициента
· определяется значением, при котором линия, проходящая через точку покоя параллельно линиям, проведенным в п.5, пересекает ось абсцисс в точке (1 -13 EMBED Equation.3 1415.
11. Рассчитать величину входного сопротивления транзистора по соотношению (20).
12. Задаться значением тока делительной цепочки IД из условия (13).
Для заданного значения тока IД рассчитать сопротивления резисторов по соотношениям (11) и (12). Рассчитанные значения должны удовлетворять условию:

13 EMBED Equation.3 1415 > 2,5 rвх.

Если это условие не выполняется, следует привести корректировку задаваемого в п.11 значения тока IД.
13. Определить величину входного сопротивления каскада по соотношению (14).
14. Определить значения коэффициентов усилительного каскада по напряжению, току и мощности по соотношениям (17) – (19). При расчете считать, что выходное сопротивление задающего генератора RГ = Rвх .
15. По известным величинам выходной мощности и коэффициента усиления по мощности рассчитать значение входной мощности.
16. С использованием методики и соотношений п.1.5 методических указаний провести расчеты емкостей конденсаторов усилительного каскада Ср1, Ср2 и Сэ.
17. Рассчитать КПД каскада:

КПД = 13 EMBED Equation.3 1415.


Результаты вычислений свести в табл.2.

Таблица 2


Сопротивления
резисторов, Ом
R1



R2











Емкости конденсаторов, мкФ
Сэ



Ср1, Ср2


Коэффициенты
усиления
каскада
по напряжению
КU



по току
КI



по мощности
КP


Входное сопротивление каскада, Ом
RВХ


Выходное сопротивление каскада, Ом
RВЫХ


Входная мощность, мВт
РВХ


Коэффициент полезного действия каскада, %
КПД



Примечания.
1. Выполнение п.п. 1-6 предполагается с использованием ПЭВМ, для чего студент подготавливает необходимое программное обеспечение.
2. При отсутствии файла с выходной характеристикой для проведения расчета на ПЭВМ следует предварительно подготовить поле с системой координат, на осях которой указать масштабные точки значений Iк и Uкэ. Определенные положения точек П, А и В перенести на выходную характеристику транзистора и провести через эти точки линию нагрузки по переменному току.
3. При выполнении п.п. 1 – 6 без использования ЭВМ следует нанести прямоугольный треугольник с параметрами, оговоренными в п.6, на кальку, которую затем накладывают на лист с выходной характеристикой.


УСЛОВИЕ ЗАДАНИЯ

Провести расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме ОЭ, работающего в линейном режиме класса А при источнике питания Ек и эмиттерной стабилизации рабочего режима. Тип транзистора, величины напряжения Ек, сопротивления нагрузки Rн, выходной мощности каскада РВЫХ, низкочастотной границы рабочего диапазона fн и коэффициента частотных искажений Мн указаны в табл.3. Для этих данных определить значения следующих параметров электрического режима транзистора и усилительного каскада, а также элементов его схемы: величин тока коллектора, тока базы, напряжений коллектор-эмиттер и база-эмиттер в точке покоя, сопротивлений входного делителя напряжений, сопротивлений резисторов в цепях коллектора и эмиттера, емкостей разделительных конденсаторов и конденсатора в цепи эмиттера, входного и выходного сопротивлений каскада, коэффициентов усиления по току, напряжению и мощности, входной мощности и КПД каскада. Значения предельных параметров и статические характеристики транзисторов приведены в приложениях.

Таблица 3


варианта
Тип
транзистора
13 EMBED Equation.3 1415, В
Pвых, mВт
Rн , Ом
fн , Гц
Мн

1
МП39
-12
5
100
100
1,2

2
2Т3123А
8
3,5
60
90
1,25

3
МП42А
-25
12
250
120
1,25

4
МП-25
15
3,5
250
200
1,3

5
МП-41А
-12
3
200
150
1,3

6
МП-36А
15
8
130
180
1,25

7
МП-111
-15
1
500
140
1,25

8
МП-113
-17,5
4
330
60
1,3

9
П-401
-8
0,7
300
120
1,2

10
2Т368А
12,5
2,5
230
90
1,2

11
2Т382А
10
2,5
200
150
1,4

12
2Т399А
15
3,0
280
180
1,35

13
МП-39
-10
4,5
80
200
1,35

14
2Т3123А
9
5
70
230
1,25

15
МП-42А
-20
8
180
100
1,3

16
МП25
12,5
2,5
180
80
1,2

17
МП-41А
-10
2
150
180
1,25

18
МП-36А
12,5
5
100
170
1,3

19
МП-111
-17,5
1,5
700
190
1,2

20
МП-113
-15
3
250
130
1,4

21
П-401
-10
1,0
400
150
1,3

22
2Т368
15
3,5
280
170
1,2

23
2Т382А
8
2
150
120
1,2

24
2Т399А
12,5
2,5
200
100
1,35






3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какое устройство называется усилителем? Объяснить энергетику усилителя.
2. Представить схему усилительного каскада ОЭ на транзисторе и объяснить назначение каждого элемента схемы.
3. С помощью статических характеристик показать роль резистора в цепи эмиттера как стабилизатора режима покоя транзистора.
4. На схеме усилительного каскада указать цепи постоянной и переменной составляющих тока в выходной части.
5. Для чего проводятся линии нагрузки усилительного каскада по постоянному и переменному токам? Как они строятся на выходной характеристике транзистора?
6. Каким образом проводится графический анализ работы усилительного каскада? Как с помощью проведенных построений определяется коэффициент усиления по напряжению?
7. Из каких соображений выбирается положение точки покоя усилительного каскада при его работе в режиме класса А?
8. Какие параметры усилительного каскада определяются при его расчете по постоянному и переменному токам?
9. Представить схему замещения усилительного каскада ОЭ, используемую для его расчета по переменному току. Как осуществляется переход к этой схеме от принципиальной схемы каскада?
10. Представить амплитудно-частотную характеристику усилительного каскада с разделительными конденсаторами. Что такое полоса пропускания частот? Чем определяется уменьшение коэффициента усиления в области низких и высоких частот?
11. Объяснить физический смысл соотношений, используемых при расчете усилительного каскада.
















ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Предельные значения параметров транзисторов

Тип
транзистора
13 EMBED Equation.3 1415, В
Iкmax, mA
Pкmax,
mВт

МП-25
15
20
100

МП-36А
15
40
150

МП39
15
40
150

МП-41А
15
20
80

МП42А
30
40
250

МП-111
20
8
50

МП-113
20
18
100

П-401
10
8
20

2Т368А
16
18
80

2Т382А
10
18
50

2Т399А
16
18
80

2Т3123А
10
45
120



13PAGE 15


13PAGE 142215



13PAGE \# "'Стр: '#' '" 15
13PAGE \# "'Стр: '#' '" 15




Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 11317270
    Размер файла: 478 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий