Расчет предварительных каскадов. Ч.2

2. Расчет  предварительных  каскадов .

2.1 Выбор  транзистора  для  предварительных  каскадов .

Транзистор  для  предварительных  каскадов  должен  удовлетворять  следующим  условиям                [см. 2 стр.32]:

1. В  предварительных  каскадах  необходимо  применять  малошумящие  транзисторы , т.к. на  входе  усилителя  действует  очень  слабое  напряжение .

2. Для  обеспечения  необходимого  времени  установления  граничная  частота  усиления транзистора  должна  быть  не  меньше  рассчитанной  для  выходного  каскада . Т.е.

3.   С  учетом  выходного  напряжения  предоконечного  каскада , оценим  необходимое  напряжение  питания  каскада .  Выбранный  тип  транзистора должен  иметь  максимально – допустимое  напряжение   коллектор – эмиттер  не  менее :

4. Величина  максимального  импульсного  тока  коллектора  транзистора  должна  быть  не      менее  рассчитанной  ниже  величины :

где  С_к^х – емкость  коллектора  при  данном  напряжении  Uкэ .

Для  грубого  расчета  примем  С_к^х  равной  10 пф , что  является  стандартным  значением   для  маломощных  высокочастотных  транзисторов .Для  предвыходного  каскада  усилителя получаем :

5.   При  поступлении  на  вход  предвыходного  каскада  импульса  входного  напряжения  он  должен  обеспечить  импульс  положительной  полярности  на  выходе . Для  обеспечения  этого  условия  при  экономичном  режиме  работы  транзистора  ( он  должен  быть  заперт  при  отсутствии  входного  сигнала )  необходимо  применить  транзистор  p – n – p  структуры  и  отрицательную  полярность  напряжения  питания .

Данным требованиям  в полной  мере  удовлетворяет  транзистор  КТ3107А  p – n – p  структуры , его  максимально  допустимые  параметры  имеют  следующие  значения

 [ см. 5 стр 105] :

Коэффициент  шума  К_ш < 10 дб.

Итак , в  качестве  транзистора  для  предварительных   каскадов  выбираем  КТ3107А .

КП - НГТУ – ХХХХХХХХ – 03 – ПЗ

Лист

12

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

2.2  Расчет  режима  по  постоянному  току.

2.2.1 Выбор  координат  рабочей  точки .

Для  предварительных  расчетов  выбираем  некорректированный  каскад  со  схемой  включения ОЭ (см. рис.1 ). При  этом  методика  расчета  будет  совпадать  с  методикой  расчета  по  постоянному  току  для  выходного  каскада .Отметим  , что  выбираемое  положение  рабочей  точки  останется  постоянным  для  всех  каскадов  предварительного  усиления .

Определим  положение  рабочей  точки , для  чего  воспользуемся  статическими  характеристиками  транзистора . Наименьшему  напряжению  на  базе  транзистора , обеспечивающему  работу  на  линейном  участке  входной  характеристики  соответствует  напряжение U_б.рт. = 0.9 В ( см. рис.2)  при  токе I_б.рт = 1 ма . Для  определения  положения  рабочей  точки  на  выходных  характеристиках  учтем , что  напряжение на  коллекторе  транзистора  складывается  из  необходимого  напряжения  на  нагрузке U_2m и  напряжения  области  насыщения  U_нас :

Получаем  следующие координаты  рабочей  точки (см. рис.5,6 ):

Для  дальнейших  расчетов  необходимо  построить  нагрузочную  прямую  для  постоянного  тока ( методика  построения – см. 2 стр.68) . Данная  прямая  должна  пересекать  выбранную  рабочую  точку (см. рис. 6). По  нагрузочной  прямой  для  постоянного  тока определяем  для  него  эквивалентное  сопротивление . При  этом  учтем необходимость  ввода  коррекции  спада  плоской  вершины , тогда  сопротивление  по  постоянному  току  будет  складываться  из  сопротивления  в  цепи  эмиттера ,   в  цепи  коллектора  и  фильтрующего  сопротивления .

Определим  величину  сопротивления  по  постоянному  току для  выбранной  нагрузочной  прямой  по  формуле :

Определим необходимые g- параметры  транзистора для  рабочей  точки  по статическим входным и выходным характеристикам методом малых  приращений [ 2 стр. 19  и  рис. 5 , 6] , при  этом ( при  условии  малого  выходного  сигнала ) будем  считать , что  они  совпадают  с                      g- параметрами  транзистора  в  средней  точке :

КП - НГТУ – ХХХХХХХХ – 03 – ПЗ

Лист

13

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата