Проектирование импульсного усилителя с кремниевым транзистором КТ339 в выход­ном каскаде, страница 2

Выбор режима работы транзистора в выходном каскаде  осуществляется по выходным  статическим характеристикам рисунок 1.

Рис.1. Статические выходные характеристики.

Выбираем  следующие  координаты  рабочей точки :

Iк.рт = 2,2 мА ;

Uкэ.рт = 22,5 В ;

При емкостной нагрузке сопротивление коллектора находится следующим образом , берём ближайший номинал . Теперь определим напряжение питания по формуле: , ближайшее стандартное с запасом- напряжение питания выходного каскада.

На графике рисунка 1, проведём прямую через значение на оси напряжений - 36 В и рабочую точку с координатами Iк.рт = 2,2 мА , Uкэ.рт = 22,5 В, получим нагрузочную прямую по постоянному току. Посмотрим значение тока в точке пересечения прямой с осью коллекторного тока: ; сопротивление нагрузки по постоянному току

, а , откуда вычислив получим значение сопротивления в цепи эмиттера  округлим до ближайшего стандартного значения .

Определим значения тока и напряжения в средней точке. , .

Все графические построения сопровождающие этот расчет находятся на рисунках1,2.

1.3  Расчет выходного каскада по переменному току

Для проведения расчета выходного каскада по переменному току необходимо определить g-параметры транзистора .Поскольку g-параметры сильно завися от режима работы транзистора их определение производится для среднего положения рабочей точки. g- параметры определяем по статическим входным и выходным характеристикам методом малых приращений. Найдём среднее значение h₂₁-параметра,

Координаты среднего положения рабочей точки :

Uкэ = 22,5 В ; Iкэ = 7,5 мА ; Iб = 200 мкА ; Uб = 0.7 В.

По причине малой величины параметра g12 при расчете его значение принимаем равным нулю.

Графические построения сопровождающие расчет находятся на рисунке 2.

Рис.2. Входные и выходные характеристики. Определение g параметров.

Далее определим коэффициент усиления и время установления выходного каскада.

 Коэффициент усиления каскада по напряжению.

Коэффициент усиления каскада слишком высок .Это приведет к малому входному  сопротивлению и большой входной емкости  каскада .Поэтому введем в каскад отрицательную обратную связь по току в виде не зашунтированного конденсатором большой  емкости сопротивления в цепи эмиттера. Определим величину этого сопротивления :

Ко - коэффициент усиления каскада без ОС .

К  - коэффициент усиления каскада с ОС.

Поскольку величина сопротивления обратной связи много меньше сопротивления в цепи эмиттера , то сопротивление обратной связи практически не повлияет  на режим работы транзистора по постоянному току.

Для проведения дальнейшего расчета необходимо учесть влияние обратной связи на параметры транзистора .Для этого пересчитаем  g - параметры транзистора с учетом обратной связи.

;;

 - параметры транзистора с ОС.

- параметры транзистора без ОС.

R - сопротивление обратной связи.

Теперь можем рассчитать время установления выходного каскада:

Для определения постоянных времени необходимо знать сопротивление базы и емкость коллектора в рабочем режиме: определяем емкость коллекторного перехода значениях тока и напряжения коллектора в рабочей точке. Найдём значение этой ёмкости, пересчитав из справочной величины по формуле:

, где - справочная выходная ёмкость (определяется при напряжении ). Подставив  получим

определяем сопротивление базы:

 

определяем постоянные времени :

;

;

;

Время установления каскада превышает 0,6 от времени установления всего усилителя поэтому для его уменьшения применим в выходном каскаде индуктивную высокочастотную коррекцию.

Для определения индуктивности корректирующего дросселя и времени установления корректированного каскада определим эквивалентные безразмерные постоянные времени :