Розробити схему джерела опорної напруги 4,7 В при струмі навантаження 15 мА. Розробити інвертуючий посилювач-обмежувач із коефіцієнтом посилення 20 (Розв'язок 14 задач з курсу "Мікросхемотехніка")

Мікросхемотехніка

1.  Розробити схему джерела опорної напруги 4,7 В при струмі навантаження 15 мА. Напруга живлення – 10 В. Визначити зміну вихідної напруги джерела при зміні струму навантаження на 5 мА.

Решение:

Використовуємо найпростіший параметричний стабілізатор напруги.

По довіднику вибираємо стабілітрон КС147А, що має наступні характеристики: номінальна напруга стабілізації В, номінальний струм стабілізації мА, мінімальний струм стабілізації мА, максимальний струм стабілізації мА, диференціальний опір Ом. Вибираємо струм через стабілітрон мА. Струм через резистор  складе: мА.

 Визначаємо опір резистора Ом.

При зміні струму навантаження струм стабілізації зміниться на таку ж величину (зі зворотним знаком) – .

Отже, вихідна напруга зміниться на величину В

2.  Розробити схему джерела опорної напруги 9 В при струмі навантаження 7 мА. Напруга живлення – 15 В. Визначити зміну вихідної напруги джерела при зміні напруги живлення на 2 В.

            Решение:

Використовуємо найпростіший параметричний стабілізатор напруги.

По довіднику вибираємо стабілітрон КС191Ж, що має наступні характеристики: номінальна напруга стабілізації В, номінальний струм стабілізації мА, мінімальний струм стабілізації мА, максимальний струм стабілізації мА, диференціальний опір Ом. Вибираємо струм через стабілітрон мА. Струм через резистор  складатиме:мА.

Визначаємо опір резистора Ом.

При зміні напруги джерела зміниться струм стабілізації:

мА.

Отже, зміниться вихідна напруга на величину В.

3.  Розробити схему однокаскадного транзисторного посилювача класу А з ОЄ та ООС по напрузі на транзисторі КТ315Б(β = 20). Вихідні дані: E_к = 5 В, І_ко = 1 мА. Визначити коефіцієнт посилення каскаду.

            Решение:

Схема підсилювача показана на малюнку. Конденсатор  усуває вплив ВЗЗ на змінному струмі.

Для схем з СЕ (спільним емітером) й ВЗЗ по напрузі звичайно вважаємо, що напруга на колекторі  В.

По довіднику знаходимо . Визначаємо струм бази мА.

Струм дільника  повинен бути значно більше струму бази спокою. Вибираємо струм дільника мА.  Так як В, то кОм.

По резисторах  і  протікає струм , тоді кОм.

Резистори  і  краще вибрати однаковими, тоді кОм.

По резистору  протікає сума струмів дільника, бази і колектора, тоді кОм.

Коефіцієнт підсилення визначається по формулі: , де , мВ.

4.  Розробити схему джерела струму для заземленого навантаження. Вихідні дані: напруга живлення – 15 В, опір навантаження – 0…1 кОм, вихідний струм – 8 мА.

            Решение:

Схема джерела струму показана на малюнку. Максимальна напруга на навантаженні складає:

B.

Мінімальне спадання напруги джерела струму В. Для нормальної роботи джерела струму необхідно, щоб транзистор був у лінійному режимі, тому вибираємо стабілітрон з напругою стабілізації на 1.5...2В меншим.

Вибираємо стабілітрон КС147А, що має наступні характеристики: номінальна напруга стабілізації В, номінальний струм стабілізації мА, мінімальний струм стабілізації мА, максимальний струм стабілізації мА, диференціальний опір Ом. Для підвищення точності джерела струму потрібно, щоб обидва транзистори працювали з однаковими струмами. Тоді кОм,

де  – пряме спадання напруги на переході (для кремнію 0.7В).

У лінійному режимі на еталонному резисторі  буде таке ж спадання напруги, як і на стабілітроні. Тоді Ом.

5.  Розробити схему двотактового емітерного повторювача класу В. Визначити розсіяну потужність та ККД, якщо напруга живлення Е_п = ± 15 В, опір навантаження R_н = 4 Ом, амплітудне значення напруги на навантаженні U_м = 6 В.

            Решение:

Схема каскаду показана на малюнку. Так як задано режим В, то необхідне джерело ЕРС із

 В. Роль такого джерела грає транзистор VT2. Якщо , то .

Резистор  є навантаженням попереднього каскаду на транзисторі VT1.

Потужність, що розсіюється в підсилювачі, може бути представлена у виді двох складових: потужність від струму навантаження і потужність від струму спокою. Так як струму спокою в режимі В нема, то залишається тільки потужність від струму навантаження. Ця потужність (на кожнім транзисторі) може бути представлена так само у виді двох складових: потужності ідеального підсилювача, що розсіюється, і складової потужності через знижену напругу.

Вт.

Визначимо вихідну потужність Вт.          Визначимо ККД .