Порядок розрахунку

Обираємо транзистор

- допустима напруга між колектором та емітером повина перевищувати напругу джерела живлення U_{к мах}>Е_к,

- величина допустимого струму колектора повинна перевищувати максимальне значення струму у колекторному колі транзистора

I_{к мах}>I_ок+I_км, де I_ок – струм спокою у колі колектора,

I_км – амплітуда змінної складової струму у колі колектора,

I_км=U_{вих мах}/R_н,

де R_н=R₃R_н/R₃+R_н – еквівалентний опір навантаження каскаду за змінним струмом. При цьому R₃ є навантаженням за постійним струмом.

Виходячи з того, що даний каскад є підсилювачем потужності, для забезпечення максимальної передачі потужності задаємо:

R₃= R_н, тобто R₃=1200Ом (до речі, за умов підсилення напруги задають R₃ < R_н, а при підсиленні струму R₃ >R_н), тоді

R_н=12000*1200/1200+1200=600Ом

I_км=7,5/600=12,5мА

Для забезпечення економічності каскаду за мінімальних нелінійних викривлень обирають

I_ок=(1,05-1,1)I_км=13,8мА

На підставі вищесказаних умов необхідно обирати транзистор, який би забезпечував:

- U_км>30В,

- I_км>13,8+12,5=26,3мАл

За данними табл. 1 знаходимо, що заданим вимогам відповідає транзистор КТ315Г, у якого К_м=35В, Iкм=100мА, Р_км=150мВт, h_21Е=50….350. Табл.3. додатка.

Знаходимо напругу між колекторм та емітером транзистора у режимі спокою

U_ок=U_{вих. мах}+U_ост,

де U_ост – напруга між колектором та емітером, ніжче якої при роботі каскаду виникають значні нелінійності викривлення через те, що у робочу зону потрапляють ділянки характеристик транзистора зі значною кривизною.

Для малопотужних транзисторів, як правило, задають U_ост=1В. Тоді

U_ок=7,5+1=8,5В

Знаходимо потужність, що виділяється на колекторі транзистора:

Р_к= I_ок U_ок, при цьому необхідно виконання умови: Р_к< Р_{к мах}

Р_к=13,8*8,5=117<150мВт, таким чином обраний транзистор відповідає вимогам за потужністю.

Знаходимо опір навантаження у колі колектора. Виходячи із R₃= R_н,

маємо R₃= 1200Ом, Потужність, що розсіюється у резисторі:

Р= I²R, отже Р _кз = I² _окR₃=(13,8*10^-3) ²*1200=0,227Вт

За табл.2. Додатка, вибираємо резистор типу С2-33 потужністю 0,25Вт з опором 1200Ом.

Знаходимо опір резистора у ланцюгу емітера

, при цьому необхідно виконувати співвідношення:

R₄/ R₃ = (0,1….0,4), що забезпечує незначне зниження динамічного діапазону каскаду і падіння напруги на R₄, яке перевищує значення контактного потенціалу р-н переходу транзистора. Отже знаходимо R₄=358Ом, а R₄/ R₃=0,3, що відповідає вищенаведеної умові.

Потужність, що розсіюється в R₄ Р ₄ = I² _окR₄ = 0,068Вт. Обираємо резистор

типу С2-33 потужністю 0,25Вт з опором 360Ом, табл.2.Додаток

Знаходимо ємність конденсатора С₃, що шунтує R₄ за умови, що його опір на частоті f_н повинен бути у 10 разів менше за опір резистора R₄:

,

Робоча напруга на С₃:

U_с3= I² _окR₄=13,8*10^-3*360=4,97В

Обираємо конденсатор типу К50-35 емністю 100мкФ на напругу 6,3В. Табл.3. Додаток.

Знаходимо величину струму спокою бази транзистора:

I_об=I_ок/h_21Емін=13,8/50=0,276мА

Оскільки у відкритому стані транзистора напруга між його базою та емітером становить близько 0,6В, то напруга спокою бази – 0,6В. і можнл знайти орієнтовне значення вхідного опору транзистора

R_вх=U_об/I_об=2170Ом

Знайдемо величини опорів резисторів дільника R₁, R₂, Дільник підімкнено до напруги

U_д=Е_к=30В.

Величина струму в дільнику вибирається у межах:

I_д=(2….5)I_об, що забезпечує незалежність задання режиму спокою транзистора при зміні його параметрів під впливом температури, при зміні на інший і т.п. I_д=5*0,276 1,38мА

Падіння напруги на резисторі R₄ складає

U₄=(I_ок+I_об)R₄ = (13.,8+0,276) 360 =5,07В.

Тоді

Обираемо R₁ =15кОм R₂=4,3кОм

Знаходимо потужність, що виділяється в резисторах R₁, R₂

Р_R1=(I_об+I_Д)²*R₁=[(0,276+1,38)*10^-3]²*15*10³=0,041Вт

Р_R2=I_д²R₂=(1,38*10^-3)²*4,3*10³=0,008Вт

Вибираємо резистори типу С2-33 потужністю 0,125Вт.

Знайдемо ємність конденсатора С₂ за умови забезпечення допустимого значення коефіцієнта частотних викривлень М_н

,

Робочу напругу С₂ приймаємо рівною U_с2=1,5Е_к

Вибираємо конденсатор типу К73-17 ємністю 0,68мкФ на напругу 250В. Табл.3. Додаток.

Знаходимо розрахункові коефіцієнти підсилення каскаду за струмом, напругою,потужністю:

Як бачимо навіть мінімальне значення коефіцієнта підсилення транзистора h_21Еmin=50. Таким чином маємо запас за підсиленням.

Електричну принципову схему розрахованого каскаду підсилення з СЕ навено

на рис.2.

Рис.2. Каскад підсилення з СЕ.

Контрольні запитання

Яким чином обираються параметри резисторів

Для чого потрібен дільник.

Які функції виконує R₄

Дата добавления: 2015-05-06