Анализ избирательного усилителя на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером, страница 3

Зададимся минимальным напряжением коллектор-эмиттер транзистора () В и допустимым температурным смещением напряжения  В. Тогда напряжение рабочей точки в режиме покоя составляет

 (В), где  – амплитуда выходного напряжения усилителя.

Напряжение питания выберем из стандартного ряда номинальных напряжений постоянного тока: В.

Для обеспечения приемлемой стабилизации положения рабочей точки рекомендуется обеспечивать падение напряжения на резисторе в эмиттерной цепи

.

Примем (В).

Зададимся значением минимального тока коллектора () мА.

Сопротивление резистора в коллекторной цепи транзистора

(кОм).

Примем значение сопротивления  кОм.

Ток покоя транзистора в рабочей точке составляет:

 (мА).

Мощность, рассеиваемая на резисторе R3 :

 (мВт).

Сопротивление резистора в эмиттерной цепи транзистора равно:

 (Ом).

Примем значение сопротивления из ряда номинальных сопротивлений (Ом).

Мощность, рассеиваемая на резисторе R4 :

 (мВт).

Таким образом, сопротивление выходной цепи транзистора постоянному току, определяющее наклон нагрузочной прямой по постоянному току, составляет:

(кОм).

Сопротивление выходной цепи переменному току в полосе пропускания усилителя равно

 (кОм).

Максимальное напряжение, действующее на транзисторе:

 (В).

Максимальный ток коллектора транзистора:

(мА).

Мощность, рассеиваемая на транзисторе:

(мВт).

Выберем высокочастотный маломощный биполярный кремниевый n-p-n-транзистор КТ315 В, который обладает следующими параметрами:

– максимально допустимое напряжение В,

– максимально допустимый ток коллектора  мА,

– максимально допустимая мощность рассеяния  мВт,

– коэффициент передачи тока базы ,

– емкость коллекторного перехода  пФ,

– предельная частота коэффициента передачи тока базы МГц,

– выходная проводимость  мкСм.

– объемное сопротивление области базы  Ом.

Допустимое изменение тока коллектора, обусловленное нестабильностью точки покоя, составляет

 (мА).

Температурное смещение выходных характеристик аппроксимируется выражением:

, где  – изменение обратного тока коллекторного перехода транзистора, включенного с общей базой;  – температурное изменение коэффициента передачи тока эмиттера;  – изменение температуры окружающей среды. Для кремниевых транзисторов изменением обратного тока коллекторного перехода можно пренебречь, тогда:

 (мкА).

Допустимый коэффициент температурной нестабильности каскада

.

Параллельное сопротивление базовых резисторов:

 (кОм).

Ток базы в режиме покоя составляет:

 (мкА).

Падение напряжения на эмиттерном переходе ориентировочно равно В.

Сопротивление резистора R1 :

 (кОм).

Сопротивление резистора R2 :

 (кОм).

Примем значения сопротивлений из ряда Е24 номинальных сопротивлений :

 кОм  и  кОм.

Значение тока, протекающего через базовый делитель, равно:

(мкА).

Мощность, рассеиваемая на резисторах базового делителя:

 (мВт),

 (мВт).

С учетом выбранных номиналов резисторов базового делителя эквивалентное параллельное сопротивление этих резисторов равно:

(кОм).

Входное сопротивление усилителя определяется соотношением:

, где  – входное сопротивление транзистора с общим эмиттером при напряжении ;  – дифференциальное сопротивление прямо смещенного эмиттерного перехода.

Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода можно ориентировочно рассчитать:

 (Ом).

Тогда входное сопротивление усилителя составляет:

Выходное сопротивление усилителя:

(кОм).

Для исключения в полосе пропускания усилителя частотных и фазовых искажений, вносимых разделительными конденсаторами, потребуем, чтобы обусловленный этими конденсаторами суммарный фазовый сдвиг составлял 45° на частоте, которая на два порядка меньше резонансной частоты усилителя: (кГц). Распределим фазовые искажения между конденсаторами: ,  .

Тогда емкости конденсаторов:

(пФ),

(пФ).