Розробка підсилювача вимірювального генератора, страница 3

.

.

Визначаємо значення мінімальної граничної частоти транзистора

,

де  - верхня частота робочого діапазону.

.

Під розраховані вище дані підходить біполярний транзистор КТ315Б з параметрами, які наведені в таблиці 2.

    Таблиця 2 - Параметри транзистора КТ315Б.

Максимальна допустима потужність розсіювання	Рк.мах.доп	150 мВт
Максимальна допустима напруга колектор-емітер	Uке мах доп	15 В
Максимальний струм колектора	Ік мах доп	100 мА
Мінімальний коефіцієнт передачі струму в схемі ЗЕ	h21е	20-300
Гранична частота	fгр	1000 МГц
Стала часу колекторного кола		50 пс
Ємність колектора		5 пФ

 Визначимо вхідний опір каскаду попереднього 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 попереднього підсилення введений ВЗЗ з глибиною А=2, то вхідний опір збільшиться в 2 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 КПП.

.

1.3 Попередній розрахунок вхідного каскаду підсилення (ВК)

Вхідний каскад підсилення (ВК) працює також в режимі класу „А”.

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

;

.

Задамося залишковою напругою .

Потужність розсіювання колектором транзистора буде рівна

,

де  - вихідна корисна потужність.

.

Визначаємо напруга живлення вхідного каскаду підсилення

,

де   - опір навантаження;

        - вихідна потужність;

        - залишкова напруга.

                               .

Отже, оберемо напругу джерела живлення таку як і для попереднього каскаду 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 вхідного каскаду 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 малопотужний та надвисокочастотний біполярний транзистор 2N2144 з параметрами, які наведені в таблиці 3.

Таблиця 3 - Параметри транзистора 2N2144.

Максимальна допустима потужність розсіювання	Рк.мах.доп	0,01 Вт
Максимальна допустима напруга колектор-емітер	Uке мах доп	10 В
Максимальний струм колектора	Ік мах доп	10 мА
Мінімальний коефіцієнт передачі струму в схемі ЗЕ	h21е	40-330
Гранична частота	fгр	1800 МГц
Стала часу колекторного кола		15 пс
Ємність колектора		2 пФ

Визначимо вхідний опір вхідного каскаду 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.