Предельные эксплуатационные данные

Ток коллектора в режиме переключения или импульсном режиме150 мА

Среднее значение тока эмиттера за 1 с 30 мА

Напряжение между коллектором и эмиттером 15 В

Напряжение между коллектором и базой 15 В

Мощность на коллекторе:

при 45 ̊C200 мВт

при 70 ̊C75 мВт

Диапазон рабочей температуры окружающей среды от –60 до 70 ̊C[1]

4. Определение режима работы транзистора с помощью нагрузочной прямой.

Первая точка – точка покоя 0 (рабочая точка при отсутствии входного сигнала):

- Ток покоя

И

- Напряжение покоя

Вторая точка – точка K:

Примечание

Наименьшее допустимое напряжение

для маломощных транзисторов можно принять U ост по данным таблицы вариантов.

5. По статическим выходным ВАХ и нагрузочной прямой ОК­- I к

находят значение тока I.

I= Iк=0,0158A

6. Величины электрических сопротивлений R к и R э:

- общее сопротивление цепи эмиттер–коллектор

- сопротивление коллекторной цепи

- сопротивление цепи эмиттера

7. Наибольшее амплитудное значение входного тока I вх max и максимальное значение входного напряжения U вх max, необходимые для обеспечения заданного значения выходного напряжения U вых.max.

При U к.э= U ост = 0,628 В.

Если принять наименьший коэффициент усиления по току для схемы с общим эмиттером P min=βmin=30, то при

I

и малом значении тока коллектора I кmin можно допустить, что I кmin=0, а величина минимального тока базы транзистора будет ничтожна (I бmin 0).

Максимальный ток базовой цепи транзистора, А,

Амплитуда входного тока находится на входной статической ВАХ I б(U б.э)с помощью динамической характеристики i б(t):

По входной статической ВАХ 1– U бА и динамической характеристике u б.э (t) определяются напряжения U б.эmin, U б.эmax,2 U вх.А. Тогда входное максимальное значение напряжения будет равноамплитудному значению U вхmax = U вх.А.

Для входной статической ВАХ транзистора МП42А принять

8. Входное сопротивление транзистора переменному току

9. Сопротивления делителя напряжения.

Для уменьшения шунтирующего действия делителя на входную цепь и каскада по переменному току величину эквивалентного сопротивления

принимают больше или равной величине

Тогда эквивалентное сопротивление делителя

величина первого сопротивления –

второго –

10. Проверка стабильности работы усилительной схемы.

Коэффициент нестабильности работы усилительного каскада.

Для нормальной работы каскада коэффициент нестабильности недолжен превышать нескольких единиц. Следовательно, работа рассчитываемого каскада будет достаточно стабильна, если S <10.

11. Определение величин емкостей конденсаторов.

Емкость разделительного конденсатора при

Величину Cp обычно округляют до целого числа в большую сторону.

Емкость конденсатора обратной связи, Ф,

Полное устранение отрицательной обратной связи (ООС) будет наблюдаться при емкости, большей, чем Сэ. Однако полное устранение ООС слишком дорого и поэтому обычно используют конденсаторы с меньшей емкостью Сэ=10 ÷30 мкФ.

12. Коэффициент усиления каскада по напряжению,

где Uвхmax – амплитудное значение входного напряжения; Uвх.max=Uвх.А; Uвых.max – амплитуда выходного напряжения (заданав исходных данных).

При вариантных значениях:

Квх=9,07, К1=1,18, К2=1,13, Uост=0,628 В, К3=1,23 – основные результаты расчета оказались следующими:

; ; ;

; ; ; ; ;

Выводы

1. Каскад усиления напряжения на транзисторе МП42А по схеме с общим эмиттером должен иметь входной делитель с сопротивлениями ; , резистор в цепи коллектора сопротивлением , резистор в цепи эмиттера , разделительные конденсаторы емкостью и конденсатор ООС емкостью Ф.

При этом каскад работает стабильно, так как коэффициент нестабильности равен

2. Коэффициент усиления такого каскада при напряжении входа 0,33 В и сопротивлении потребителя 500 Ом равен .

3. Получение другого значения коэффициента усиления напряжения при неизменном входном сигнале возможно двумя путями: заменой транзистора или изменением параметров установочных элементов каскада.

Комментарий

Как видно из схемы замещения (рис. 8.4), коллекторный ток I к в динамическом режиме зависит не только от тока базы Iб, но и от напряжения между коллектором и эмиттером транзистора:

Эту зависимость называют уравнением динамического режима.

Характеристики, определяющие связь между токами и напряжениями транзистора при включенном потребителе, называются динамическими.

Они обычно строятся на семействе статических ВАХ при заданных значениях напряжения источника питания Eп и сопротивления потребителя Rп.

Уравнение динамического режима, представляющее собой уравнение прямой в отрезках, позволяет построить, так называемую, нагрузочную прямую на графике семейства статических выходных ВАХ. Тогда выходная динамическая характеристика будет являться геометрическим местом пересечения нагрузочной прямой со статическими выходными ВАХ. При этом точку пересечения нагрузочной прямой со статической ВАХ при заданном токе базы называют рабочей точкой, а ее начальное положение на нагрузочной прямой (при отсутствии входного переменного сигнала) – точкой покоя 0.

Точка покоя определяет ток покоя выходной цепи I к0 и напряжение покоя U к.э0, при этом уравнение динамического режима будет иметь

Вид

Мерой частотных искажений, которые вносит каскад в области нижних частот, служит коэффициент частотных искажений М н, равный отношению модулей коэффициентов усиления на средней рабочей частоте и нижней граничной частоте:

В идеальных условиях, когда каскад усиления не вносит частотных искажений, М = 1, в реальных – коэффициент частотных искажений М может быть больше или меньше единицы.

[1] Справочник пополупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам; подобщ.ред. Н. Н. Горюнова. – М.: Энергия, 1979.

Дата добавления: 2015-05-06