Расчет и проектирование импульсного усилителя с транзистором КТ3142А в выход­ном каскаде

стандартного ряда напряжений выберем напряжение питания: Е_п = 24 В. Оно должно быть достаточно большим, чтобы усилитель работал стабильно. Зная координаты РТ, определим значения R_К и R_Э.

Расчет сопротивления эмиттера:

НГТУ ОТЗ -022

лист

7

№

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

4. Определение параметров выходного транзистора в средней точке

Определим координаты средней точки.

.

Средняя точка будет иметь следующие координаты:

;        ;

Построим нагрузочные прямые по постоянному и переменному току. Нагрузочная прямая по постоянному току будет проходить через рабочую точку и точку (0,Е_п). Нагрузочная прямая по переменному току должна проходить через рабочую и среднюю точку (или должна лежать на ней), (см. рис. 1).

Необходимо определить низкочастотные g - параметры транзистора в средней точке, так как импульс тока коллектора гораздо больше значения тока в рабочей точке. Воспользовавшись прираще­ниями, их можно определить с некоторой погрешностью, по входными и выходными статическими характеристиками.

    - Проводимость прямой

      передачи.  

   - Входная проводимость.

 - Выходная проводимость

Пересчитаем емкость коллектора С_K, к напряжению при котором было измерено постоянная времени обратной связи так как постоянная времени цепи обратной связи измерено при том же значении напряжения то пересчитывать значения емкости не надо:

  - постоянное

здесь* - значение параметров в измеренной точке

Определим постоянную времени транзистора.

НГТУ ОТЗ -022

лист

8

№

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Определение коэффициента усиления выходного каскада

Так как нагрузкой выходного каскада является активное сопротивление, то коэффициент усиления можно найти по следующей формуле:

.

Определим входную емкость выходного каскада

Для определения входной емкости определим  значение емкости в средней точке:

Входная ёмкость равняется:

Из полученных выше значений коэффициента усиления и входной емкости, можно сказать, что они нас устраивают и теперь  определим время установления.

Расчет времени установлении выходного каскада

Определим постоянные времени для резисторного каскада без обратной связи. Так как r_Б<<1/g₁₁ то воспользуемся следующими формулами:

Время установления будет равно:

Время установления выходного каскада не превышает заданного для данного каскада. Следовательно коррекцию вводить нет необходимости. Тем более, что введение коррекции не позволит  уменьшить число  каскадов.

НГТУ ОТЗ -022

лист

9

№

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

5. Расчет элементов стабилизации выходного кас­када

Нестабильность рабочей точки возникает из-за трех дестабилизирующих факторов: .

Определим последовательно каждую и найдем значения эле­ментов стабилизации:

1)Определим max температуру перехода:

где Q – скважность импульса:

2)Определим минимальную допустимую  температуру перехода.

3) Определим максимально допустимую мощность на переходе

Справочное значение рассеиваемой мощности на коллекторе определяется по следующей формуле:

4)Определим

НГТУ ОТЗ -022

лист

10

№

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

5) Определим

6) Определим

Расчет значений элементов стабилизации

1.  Определим относительную нестабильность тока коллек­тора. Возьмем коэффициент нестабильности равным 0.15;
.

2.  Определим ΔI_О

3.  Определим сопротивление стабилизации:

НГТУ ОТЗ -022

лист

11

№

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

4.  Определим сопротивление делителя. Для нормальной и экономичной работы выходного усилительного каскада, необходимо, чтобы ток делителя не превышал ток коллектора в рабочей точке.

Из схемы замещения транзистора для входной цепи по постоянному току следует:

НГТУ ОТЗ -022

лист

12

№

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

6. Определение входного сопротивления выходного каскада.

Входное сопротивление схемы без отрицательно обратной связи:

При расчете были получены следующие параметры выходного каскада:

Е_п = 24 В;

R_К = 300 Ом;

R_Э = 1400 Ом;

R_Б1 = 29 кОм;

R_Б2 = 13 кОм;

t_y.вых = 25.34 нс;

С_вх.вых = 368.5 пФ;

                                  R_вх.вых = 100 Ом.

Рис. 3  Схема

выходного каскада

НГТУ ОТЗ -022

лист

13

№

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

7. Выбор транзистора  предварительного каскада

Определим импульс тока, который будет в предварительном каскаде. Нагрузкой предварительного каскада является выходной каскад.

.

Так как в выходном каскаде использован транзистор n-p-n типа, то для работоспособности последнего необходимо, чтобы на выходной каскад поступал импульс положительной полярности. Транзистор в предварительном каскаде выбирается по тем же критериям