Розробка підсилювача вимірювального генератора, страница 2

1) максимально-допустима потужність розсіювання транзистором;

2) максимально-допустима напруга на переході колектор-емітер;

3) максимальний струм колектора;

4) гранична частота транзистора.

Знаходимо вихідну корисну потужність каскаду кінцевого підсилення

,

де  - вихідна напруга на навантаженні;

      - опір навантаження.

Задамося залишковою напругою

Визначаємо напруга живлення каскаду кінцевого підсилення

 ,

де   - опір навантаження;

        - вихідна потужність;

        - залишкова напруга.

Отже, оберемо напругу джерела живлення Е = 30 В.

Потужність розсіювання колектором транзистора буде рівна

,

де  - вихідна корисна потужність.

.

Максимальна напруга на переході колектор-емітер транзистора визначається  наступним чином

,

де  - напруга живлення.

Підставляємо чисельні значення та отримуємо

.

Визначаємо амплітуду струму колектора

,

де - вихідна потужність каскаду кінцевого підсилення;

       - опір навантаження.

.

Визначаємо значення постійної складової колекторного струму

;

.

Визначаємо максимально-допустимий струм колектора як суму постійної та змінної складової

;

.

Визначаємо значення мінімальної граничної частоти транзистора

,

де  -- верхня частота робочого діапазону.

.

Під розраховані вище дані підходить високопотужний та надвисокочастотний біполярний транзистор КТ904А з параметрами, які наведені в таблиці 1.

Таблиця 1 - Параметри транзистора КТ904А.

Максимальна допустима потужність розсіювання	Рк.мах.доп	5 Вт
Максимальна допустима напруга колектор-емітер	Uке мах доп	60 В
Максимальний струм колектора	Ік мах доп	0,8 А
Мінімальний коефіцієнт передачі струму в схемі ЗЕ	h21е	10
Гранична частота	fгр	400 МГц
Стала часу колекторного кола		15 пс
Ємність колектора		12 пФ

Визначимо вхідний опір каскаду кінцевого підсилення.

,

де - вхідний опір транзистора у схемі із ЗБ;

      - опір емітера який можна визначити за формулою

,

де - коефіцієнт передачі в робочій точці;

      - струм в робочій точці.

.

Знайдемо об’ємний опір бази

,

де    - стала часу  в області верхніх частот;

        - ємність колектора;

        - об’ємний опір бази.

Підставляємо чисельні дані та отримуємо

.

Визначаємо вхідний опір транзистора у схемі із ЗБ

.

Знаходимо вхідний опір каскаду із ЗЕ без врахування ВЗЗ

;

.

Враховуючи, що в каскаді кінцевого підсилення введений ВЗЗ з глибиною А=4, то вхідний опір збільшиться в 4 рази.

.

Визначимо крутість транзистора використовуючи наступну формулу

,

де  - коефіцієнт передачі струму у схемі ЗЕ;

- вхідний опір транзистора у схемі із ЗБ.

Підставляємо чисельні дані та отримуємо

.

Знайдемо вхідну потужність для каскаду кінцевого підсилення.

Для схеми з спільним емітером вираз для знаходження коефіцієнта підсилення за потужністю матиме наступний вигляд

,

де - мінімальний коефіцієнт передачі за струмом в схемі ЗЕ.

.

Знаходимо вхідну потужність ККП.

.

1.2 Попередній розрахунок каскаду попереднього підсилення

Каскад попереднього підсилення (КПП) працює також в режимі класу „А”.

Вихідними даними для розрахунку КПП є вихідна потужність КПП та вхідний опір каскаду кінцевого підсилення (опір навантаження).

;

.

Задамося залишковою напругою .

Потужність розсіювання колектором транзистора буде рівна

,

де  - вихідна корисна потужність.

.

Визначаємо напруга живлення каскаду попереднього підсилення

,

де   - опір навантаження;

        - вихідна потужність;

        - залишкова напруга.

.

Отже, оберемо напругу джерела живлення стандартну Е = 6 В.

Максимальна напруга на переході колектор-емітер транзистора визначається  наступним чином

,

де  - напруга живлення.

Підставляємо чисельні значення та отримуємо

.

Визначаємо амплітуду струму колектора

,

де - вихідна потужність каскаду попереднього підсилення;

       - опір навантаження.

.

Визначаємо значення постійної складової колекторного струму

.

.

Визначаємо максимально-допустимий струм колектора як суму постійної та змінної складової