Расчет электрической принципиальной схемы предварительного каскада

Соотношения для выбора выходных транзисторов определяются следующими неравенствами:

A  

По данным значениям выбираем p-n-p транзистор KT814Г и транзистор n-p-n KT815Г с параметрами:

, , , .

Рассчитаем ток покоя базы, а так же максимальный ток базы:

,

 

По входным характеристикам и известным значениям токов базы находятся изменение амплитуды входного напряжения и напряжение в рабочей точке :

Рисунок 4 – Входная ВАХ транзистора КТ815Г

, .

Следовательно, амплитуда напряжения на базах VT1 и VT2 составит:

Требуемая амплитуда напряжения сигнала на входе выходного каскада:

Рассчитаем емкость разделительного конденсатора в цепи нагрузки  :

   

Из ряда E24: С_н=180 мкФ

   

4.  Расчет предоконечного каскада

Рисунок 5 - Схема предоконечного каскада

Сопротивление резистора  рассчитывается по формуле:

   

Из ряда E24: R₅=270 Ом

Ток коллектора в рабочей точке предоконечного каскада:

   

Диоды VD1 и VD2 выбираем таким образом, чтобы при токе  прямое падение напряжения на них составляло  .

   

Выбираем диоды типа: D818E

Соотношения, для выбора транзистора предоконечного каскада:      

   

По данным значениям выбираем транзистор КТ815Г n-p-n структуры c параметрами:

, , ,

.

Напряжение в рабочей точке транзистора VT3:

   

где  -  напряжение насыщения коллектор – эмиттер,

- выходное напряжение предоконечного каскада (равно входному напряжению выходного каскада),

- допустимая нестабильность напряжения в рабочей точке в заданном диапазоне температур (выбирается равной 1 В).

4.1.  Расчет параметров схемы в статическом режиме

Величина сопротивления резистора в цепи эмиттера:

где  - допустимое падение напряжения на эмиттерном сопротивлении.

Из ряда E24: R₂=82 Ом

Сопротивление выходной цепи постоянному току:

Проводим нагрузочную прямую постоянного тока через точку E на оси абсцисс и точку

   

на оси ординат и отмечаем на ней рабочую точку в режиме класса А с координатами:

Рисунок 6 – Выходная ВАХ транзистора КТ815Г

, .

Ток базы в рабочей точки равен:    

Коэффициент усиления транзистора по току равен:

   

Допустимое изменение тока коллектора:

Для заданного диапазона температур примем:

Температурное смещение выходных характеристик определяется по формуле:

   

где - изменение обратного тока коллекторного перехода, которым для кремниевого транзистора можно пренебречь,

 - изменение температуры окружающей среды  .

Допустимый коэффициент температурной нестабильности каскада:

Параллельное сопротивление базовых резисторов:

   

Сопротивление резисторов базового делителя:

   

Из ряда E24: R₄=430 Ом

   

Из ряда E24: R₃=75 Ом

4.2. Расчет параметров схемы в динамическом режиме

Определяем    

-входное сопротивление транзистора VT1.

Сопротивление выходной цепи транзистора по переменному току (в рабочем диапазоне частот  ):

   

Проводим нагрузочную прямую по переменному току через рабочую точку А и точку на оси абсцисс при:

Отмечаем на ней точки В и С, соответствующие полному размаху выходного напряжения амплитудой 16,21. Переносим точки В и С на входную характеристику. Для получения заданной амплитуды  требуется изменение тока базы от  до  и напряжения  от  до  :

Рисунок 7 – Входная ВАХ транзистора КТ815Г

Входное сопротивление транзистора в точке покоя:

   

Входное сопротивление каскада:

   

Рассчитаем значение конденсатора С2. Его значение находится с помощью выражения:

Из ряда E24: C₂=12 мкФ

5. Расчет входного каскада

Рисунок 8 - Схема входного каскада

Соотношения, для выбора транзистора VT4 входного каскада:

По данным значениям выбираем транзистор КТ630Г n-p-n структуры c параметрами:

, , , , .

Для выбора тока покоя коллектора найдем амплитуду тока сигнала в цепи коллектора  , определив предварительно амплитуду напряжения сигнала на входе следующего каскада .

Напряжения в рабочей точке транзистора VT4:

Величина сопротивления резистора в цепи коллектора:

падение напряжения на резисторе в цепи эмиттера: , выбрано 0,2E.

 минимальный ток транзистора (1 mA).

= 0,124 В.

Из ряда E24: R₉=4,7 кОм

Ток в рабочей точке транзистора:

   

Величина сопротивления резистора в цепи эмиттера:

Из ряда E24: R₆=3 кОм

По входной характеристики КТ630Г для включения с общим эмиттером, находим для тока покоя базы, необходимое напряжения смещения:

Рисунок 9 – Входная ВАХ транзистора КТ630Г

,    

Задаёмся током делителя, который выбирают на порядок больше тока базы VT4, т.к. базовый делитель должен поддерживать неизменным потенциал базы, относительно земли.

Рассчитаем сопротивления базового делителя:

Из ряда E24: R₇=750 Ом

Из ряда E24: R₈=7,5 кОм

Параллельное сопротивление базовых резисторов:

Входное сопротивление каскада:

,

Основные показатели выходной цепи транзистора по переменному току