Расчет каскада усилителя напряжения низкой частоты с реостатно-емкостной связью

Страницы работы

10 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Амурский государственный университет

(ГОУ ВПО «АмГУ»)

Кафедра АППиЭ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ работа

Вариант № 47

на тему: Расчет каскада усилителя напряжения низкой частоты с реостатно-емкостной связью по дисциплине «Электроника»

Выполнил                                                                                    студент 453 гр.                                                                               А.В.Бушина

Проверил                                                                 ст. преподаватель                                                                          А.С. Истомин

Благовещенск 2006


ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Используя  входные и  выходные характеристики транзистора графическим методом найти h - параметры, определить тип транзистора, режим работы транзистора. Найти сопротивление коллекторного и эмиттерного перехода, сопротивление делителя напряжения, емкости разделительных конденсаторов.

Исходные данные:

1) Uвых m = 4,0 В;

2) Rн = 550 Ом;

3) fн = 190 Гц;

4) Мн = 1,2;

5) Епит  = 15 В;

Усилительный каскад с общим эмиттером:


СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ                                                   2.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ                                                                                      4.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ТРАНЗИСТОРА                                          5.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРА                      5.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЦЕПИ И СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦЕПИ  ЭММИТЕРА                                                    5.  

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ COIIPOТИВЛЕПИЯ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ  5.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТЕЙ  КОНДЕНСАТОРОВ                             6.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ КАСКАДА ПО НАПРЯЖЕНИЮ                                                                                                       6 .

7. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНЗИСТОРА                                          6.

8. физическая эквивалентная схема                                        7.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                          10.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК                                                  11.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Нелинейные искажения выходного тока                  12. 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Выходные характеристики                                         13.


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Германиевые сплавные транзисторы p-n-p типа предназначены для работы в усилителях напряжения низкой частоты с ненормированным коэффициентом шума. Выпускаются в металлокерамическом корпусе с гибкими выводами. Масса транзистора не более 2 грамм.

Электрические параметры:

Предельная частота передачи тока при Uкб=5В, Iэ=1мА не менее 1МГц

Коэффициент шума при Uкб=1.5В, Iэ=0.5мА, f=1кГц не более 12 дБ

Коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала при  Uкб=5В, Iэ=1мА, f=1кГц , Т=293К равен 20-40

Обратный ток коллектора при Uкб=5В,  Т=293К равен 15мкА

Обратный ток  эмиттера при Uэб=5В,  Т=293К равен 30мкА

Сопротивление базы при Uкб=5В, Iэ=1мА, f=500кГц не более 220 Ом

Выходная полная проводимость в режиме малого сигнала при холостом ходе Uкб=5В, Iэ=1мА, f=1кГц не более 3.3 мкСм

Емкость коллекторного перехода при Uкб=5В,  f=1МГц не более 60 пФ

параметры

Режим  измерения

МП 40А

h21э

UКБ=-5В, IЭ=1мА,f=1кГц,θокр=20°С

20..40

IКБО,мкА

UКБ=-5В,  θокр=20°С

≤15

IЭБО, мкА

UЭБ=-5В, θокр=20°С

≤30

fh2, МГц

UКБ=-5В, IЭ=1мА

≥1

h22б, мкСм

UКБ=-5В, IЭ=1мА, f=1кГц

≤2.5

rб, Ом

UКБ=-5В, IЭ=1мА, f=500кГц

≤200

Ск, пФ

UКБ=-5В,  f=465кГц

≤50

Предельные эксплуатационные данные

Постоянное напряжение коллектор-база при Т=213-313 К равно 30В

Постоянное напряжение коллектор-эмиттер при R≤10кОм и Т=213-313 К равно 30В

Постоянное напряжение эмиттер-база равно 10В

Постоянный ток коллектора равен 30мА


1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ТРАНЗИСТОРА

Выбираем тип транзистора. Выбор осуществляется по трем основным параметрам: Екэ мах, Iк мах, Рк мах. Рассчитаем необходимые данные, руководствуясь следующим условиям:

1) Uкэ мах ≥ (1,1 ÷ 1,3)*Епит. Тогда, Uкэ пред = Екэ мах = 1,1*15 = 16.5 (B)

2) Iк мах >2*Iн max= 2*Uвых мах/Rн. Тогда, Iк мах = 2*4/550 = 15 (мА)

3) Рмах = Iк мах * Uкэ мах. Тогда, Рмах = 15*0.017 = 255 (мВт)

Выбираем малой мощности транзистор р-n-p типа - МП40А, для которого Uкэmax=30 (В), Iкmax=30 (мА), Рмах=150 (мВт),  βmin=20, βmax=40, Iкmin=25 (мkА).

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРА

Режим работы транзистора определяем по нагрузочной  прямой, построенной на семействе выходных статистических (коллекторных) характеристик для ОЭ (см. ПРИЛОЖЕНИЕ А). Нагрузочная прямая строится по двум точкам: О - точка покоя (рабочая) и 1, определяемая значением напряжения источника питания Епит. Координатами О являются ток покоя Iк0 и напряжения покоя Uкэ0 (т.е. ток и напряжение, соответствующие Uвх =0). имеет координаты Iк0=(1.05÷1.2)∙Iвых=(1.05÷1.2)∙Uвых/Rн и Uкэ0=Uвых+ΔUкэ= =Ukmax+ ΔUкэ. СледовательноIк0=(1.05÷1.2)∙4/550=6(мА),ΔUкэ=(0.5÷1)(В),Uкэ0=Uвых+ΔUкэ=4+1=5 (В), а считая Iк=0, что имеет место при холостом ходе со стороны выходных зажимов, находят на оси абсцисс точку Uкэ=Eпит=15(В).

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЦЕПИ И СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦЕПИ  ЭММИТЕРА

Общее сопротивление Rк+Rэ можно определить по формуле: Rобщ=Eпит/I где I=Iкm=10 (мА)  определяется графически (см. ПРИЛОЖЕНИЕ А) пересечение нагрузочной прямой с осью ординат.

Rэ=(0.15÷0.25) Rк => Rк= Rобщ/(1.15÷1.25), => Rэ=Rобщ-Rк

Rобщ=15÷(10∙10-3)=150 (Ом). Следовательно, Rк=150/1.25 =120 (Ом), => Rэ= Rобщ-Rк =150-120=30 (Ом).

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ COIIPOТИВЛЕНИЯ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Наименьший коэффициент усиления по току (для схемы с ОЭ) для транзистора МП 40А βmin=20, тогда Iвх min=I б min=Iк min.

I б m=Iк m÷ βmin=3.6÷20=0.18(мА).( Iкm определяется графически по выходным характеристикам (см. ПРИЛОЖЕНИЕ А) – т.к. ΔUкэ=0.5В, то находим точку пересечения прямой Uкэ=0.5В с нагрузочной прямой, следовательно получим Iкmax. Iк m= Iкmax- Iк0).

Амплитуда входного тока I б m=(I б mах - I б min)/2=(0.4-0.004)/2= =0.18(мА).

По входной статической характеристике (для схемы с ОЭ):

Uбэ min=0.15 (B), Uбэ max=0.26 (B); 2Uвх=2Uбm =Uбэ max- Uбэ min=0.26-0.15=0.11(B).

Для определения сопротивления делителя необходимо найти входное сопротивление переменному току без учета делителя.

Rвх≈=2Uвх m ÷2Iвх m ≈2Uбm ÷2Iбm, где Uбm находится графически по входным характеристикам (см. ПРИЛОЖЕНИЕ А). => Rвх≈=0.11÷0.00036= =305(Ом)

Параллельное соединение сопротивлений делителей R12≥(8÷12)∙Rвх≈

R12=, =>  R12≈ 8∙305 ≈ 2440(Ом)

R1=  =>   R1==203333.3(Ом)≈40 (кОм)

R2==2469,6(Ом) ≈2,5 (кОм)

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТЕЙ

Определим, будет ли схема достаточно стабильна т.е. определим коэффициент нестабильности усилительного каскада S.

S= 

=> работа рассчитанного каскада недостаточно стабильна.

Определим  емкость Сp:

Сp==4.5∙10-11(Ф)

Этот конденсатор служит для пропускания в цепь нагрузки переменной составляющей напряжения и задерживает постоянную составляющую напряжения.

Определим   Cэ :

Cэ=2.8∙ 10-4(Ф)

Значит для полного устранения отрицательной обратной связи необходимо

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Расчетно-графические работы
Размер файла:
248 Kb
Скачали:
0