Однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером. Фиксированный ток базы, мостовой выпрямитель

Министерство образования Республики Беларусь

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. П.О.СУХОГО

наименование факультета   _______АИС__________________              

"УТВЕРЖДАЮ"

зав. кафедрой _____________

"______" _____________2002  г.

З А Д А Н И Е

по курсовому проектированию

Студенту           Ильину Е. В.    ПЭ- 21    

1. Тема проекта    Однокаскадный усилитель  на  биполярном транзисторе   в схеме включения

 с общим эмиттером. Фиксированный ток базы, мостовой выпрямитель________________

2. Сроки сдачи студентом законченного проекта           май-2002__________________________

3. Исходные данные к проекту._________________________________________________ _____

_________________Uнm=8.7В.__________________________________________________ ______

_________________Rн=190Ом.________________________________________________ ______

                                Rк=1900 Ом._________________________________________________ ______

                               R_Г=240 Ом__________________________________________________ ______

                              fн=45 Гц__________________________________________________________

4. Содержание расчетно-пояснительной записки________________________________________

1. Определить координаты [Uок; Iок], Ек. Построить линии нагрузки. Выбрать транзстор__

2. Определить [Uоб; Iоб]  и элементы, обеспечивающие режим покоя._        ________________

3.  Графоаналитический расчет  параметров усилителя _________________________________

4. Определить h-параметры. Рассчитать физические  параметры ОБ и ОЭ.________________

5.  Определить параметры усилителя  Rвх, Кu, Кi через h-параметры.______________________

6.  Рассчитать емкости разделительных конденсаторов _________________________________

7.  Рассчитать параметрический стабилизатор напряжения Ек.__________________________

8.  Рассчитать выпрямитель и фильтр, задаваясь Кн= Кн =0.1.___________ ________________

9.  Построить временные диаграммы сигналов (частота 1кГц)____________________________

     а) Ег(t), Uвх(t), Uб(t), Uэ(t);        б) Iб(t), Iг(t);      в) Iк(t),  Iн(t),  Iпит(t);_____________________

     в) Uб(t), Uэ(t), Uк(t), Uн(t), Ек;   д) U2(t), Uв(t), Uст(t)=Ек(t)._____________________________

10.Рассчитать мощности Рн, Рпит=ЕкIок, Рв=UвIв,  КПД  hус, hпит._____________________

11. Начертить схему электрическую принципиальную устройства_________________________

5. Перечень графического материала. __________________________________________________

Линии нагрузки, статические ВАХ транзистора, временные диаграммы сигналов,____ ________

 схема  электрическая  принципиальая  устройства.______________________________________

___________________________________________________________________________________

6. Консультанты по проекту (с указанием разделов проектов).______________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Календарный график работы над проектом на весь период проектирования _______________

__________________________________________________________________________________

Руководитель  ______________

Задание принял к исполнению.

 ___________________________________________ (дата и подпись студента)

                               Исходные данные

1 Усилитель  напряжения класса А на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером.

N =8- номер варианта,   r =3  - схема фиксированный ток базы.

Uнm=8.7 B - амплитуда напряжения на нагрузке;

Rн=1900 Оm - сопротивление нагрузки;

Rк=1900 Оm - сопротивление  коллекторного резистора;

Rг=240 Om - сопротивление  генератора (источника гармонического сигнала);

Fн=45 Гц   - низшая частота сигнала.

Фиксированный ток базы

2  Параметрический стабилизатор напряжния.

3  Мостовой выпрямитель и фильтр.

Расчет усилителя в схеме включения с ОЭ

1 Определить координаты точки покоя 0 [Uок; Iок], напряжение питания Ек. Построить статическую и динамическую линии нагрузки. Определить  требования к транзистору по предельным параметрам и ВАХ. Выбрать  транзистор.

Рассчитываем токи 

Амплитуда тока нагрузки         

Амплитуда тока резистора Rk    

Амплитуда тока коллектора  

Проверка для исключения дебютной ошибки:

Определяем эквивалентное сопротивление в цепи коллектора для переменной составляющей I_к    R_кн=R_к êêR_н  = (R_кR_н)/(R_к+R_н) и амплитуду тока коллектора Iкm=Uкm/Rкн.

Сопротивление на переменном токе    

Амплитуда тока коллектора                  

Ток покоя выбирают из условия Iок>Iкm или Iок=Iкm+D_I, где D_I=1¸3 мA -минимальный ток коллектора.

Ток покоя коллектора        Iok = Iкm +D_I = 12 +2= 14 mA.

Напряжение покоя для исключения режима насыщения определяем из условия Uокэ>Uкm или Uокэ=Uкm+D_U, где D_U=2¸3 В -минимальное напряжение.

Напряжение покоя коллектор-эмиттер Uокэ=Uкm+DU= 3+1= 4 В.

Определяем напряжение питания:

                          Ек = Uокэ + Iок Rк =4 + 0.014  ·620 = 12.68 » 13 В.

Статическая линия нагрузки (СЛН) проходит через точки с координатами [Uкэ=Ек;Iк=0], [Uокэ ; Iок]  и [Uкэ=0; Iк=Ек/Rк=13/620=21 мА].

Напряжение U_А – точка динамической нагрузки, прямая которая проходит через [Uокэ ; Iок]

U_А=Uокэ+IокRкн= 4 + 0.014 · 250 = 7.5В.

Динамическая линия нагрузки (ДЛН) проходит через точки с координатами [Uкэ=UA;Iк=0],  [Uокэ ; Iок]  и [Uкэ=0; Iк=UA/Rкн=7.5/250= 3 мА].

После построения линий нагрузки определяют предельные параметры транзистора:

  Iк макс > UA/Rкн  или Iк макс > Iок +Iкm,      Uкэмакс > Ек,       Ркмакс > Iок×Uокэ.

По расчитанным данным подбираем транзистор по справочнику[1].

Транзистор подбирается по следующему принципу:

                I_{к max}>I_ок + I_км= 14 + 12 =26 мА

               U_{кэ max}>Ек=13 В

                P_{к max}> U_окэ × I_ок= 14 × 4 = 56 мВт

Расчитанным данным удовлетворяет транзистор КТ312А (основные параметры  которого см. Приложение А).

Построим статическую и динамическую линии нагрузки на отдельном листе, предварительно перенеся входные и выходные характеристики выбранного транзистора.