Проектирование трёхкаскадного усилительного тракта для усиления отрицательных импульсов

Содержание

1.  Техническое задание……………………………………………………………………….……3

2.  Выбор типа проводимости транзисторов…………………………………………......4

3.  Синтез конфигурации схемы на постоянном токе…………………………….....5

4.  Анализ воздействия дестабилизирующих факторов…………………….......….6

5.  Организация обратной связи……………………………………………………………..…8

6.  Оценка предельно допустимого сопротивления нагрузки в каскадах….11

7.  Организация конфигурации схемы для обеспечения её работы

на переменном токе………………………………………………………………………………....13

8.  Определение значений емкостей разделительных и

блокировочных конденсаторов……………………………………………………………….14

9.  Оценка значения коэффициента усиления………………………………………....15

10. Список используемой литературы…………………………………………………….16

11. Схема электрическая принципиальная……………………………………………...17

12. Перечень элементов…………………………………………………………………………..18

1. Техническое задание

Спроектировать трёхкаскадный усилительный тракт для усиления отрицательных импульсов. Во всех каскадах транзисторы включить по схеме «общий эмиттер» (ОЭ-ОЭ-ОЭ).

Структура усилителя	Еп+, В	Еп-, В	t и, мс	D %	t н, нс	Cн, пФ	Rн, кОм	Rс, Ом	t min, ºС	t max, ºС	U max, В
ОЭ-ОЭ-ОЭ	4	-5	9	9	60	8	100	400	-14	+50	-2,9

Проектирование рекомендуется выполнить применительно к ис­пользованию в усилительном тракте транзистора со следующими но­минальными значениями основных параметров:

- сопротивление базовой области Rб - 30 Ом;

- коэффициент усиления по току в схеме ОЭ h_21Э - 100;

- обратный ток эмиттерного перехода Iо_Э - 10 ^-14 А;

- напряжение Эрли - 150 В;

- наибольший ток коллектора Iк mах - 0,3 А;

- паразитная емкость перехода база-коллектор С_к - 1 пФ;

- модуль коэффициента усиления по току в схеме ОЭ на частоте 250 МГц - 4;

- технологический разброс номинального  напряжения  ба­за-эмиттер   ±30 мВ;

- разброс коэффициента передач тока базы в схеме ОЭ ±15.

2. Выбор типа проводимости транзисторов

Транзистор, включенный по схеме «общий эмиттер», является инвертирующим звеном. То есть импульс, проходя через такой каскад, меняет полярность (инвертируется). Определив полярности импульсов во всех каскадах, выбираем тип проводимости транзисторов по следующему правилу: базовая область транзистора должна иметь p-проводимость при положительной полярности импульса на входе каскада, и n-проводимость – при отрицательной полярности.

№ каскада	Тип каскада	Полярность импульса на входе	Полярность импульса на выходе	Тип проводимости транзистора
1	ОЭ	-	+	p-n-p
2	ОЭ	+	-	n-p-n
3	ОЭ	-	+	p-n-p

Структурная схема.

3. Синтез конфигурации схемы на постоянном токе

Расчет сопротивлений

Исходные данные:    Еп₊ = 4 В,  Еп- = -5 В,   Uбэ1 = Uбэ2 = Uбэ3 = 0,7 В,

                                    Ur3 = Ur7 = 1 В,    Uнач = 2 В,    Uм = 2,9 В,

                                    Iк1 = Iк2 = Iк3 = Iк = 2 мА;

Расчет:

Ток делителя:  Iдел = 25*Iб = 25*Iк / h_21Э = 25*2 / 100 = 0,5 мА.

R7 = Ur7 / Iк = 1В / 2мА = 500 Ом.

R5 = (Ur7+Uбэ) / Iк = (1+0,7)В / 2мА = 850 Ом.

R3 = Ur3 / Iк = 1В / 2мА = 500 Ом.

R1 = (Ur3+Uбэ) / Iдел = (1+0,7)В / 0,5мА = 3,4 кОм.

R2 = (Еп₊ - Еп- - Ur1) / Iдел = (4+5-1,7)В / 0,5мА = 14,6 кОм.

Сопротивления остальных резисторов найдём из условия отсутствия нелинейных искажений: 

Uкэ = Еп₊ - Еп- - Iк(Rэ+Rк) = Uнач + Uм + 0,3.

Для первого каскада:   Uкэ = Еп₊ - Еп- - Iк(R3+R4) = Uнач + Uм + 0,3,

Uкэ = 4 + 5 - 2 * ( 0,5 + R4 ) = 2 + 2,9 + 0,3,          Uкэ = 5,2 В,

2*R4 = 4+5-1-2-2,9-0,3 = 2,8 В,

R4 = 2,8В / 2мА = 1,4 кОм.

R6 = (Ur4-0,7) / Iк = (2,8-0,7)В / 2мА = 1,05 » 1 кОм.

R8 = (Еп₊ - Еп- - Ur7 - Uкэ) / Iк = (4+5-1-5,2)В / 2мА = 1,4 кОм.

4. Анализ воздействия дестабилизирующих факторов

Исходные данные:    DUбэ_Техн = 0,05 В,     DВ_Техн = 0,1 h_21Э,   Iб = 20 мкА,