Электрический расчет каскадов усиления и регулирования. Расчет предварительного каскада. Расчет входной разделительной емкости, страница 4

3.  Расчет крутизны транзисторов в рабочей точке: S=(2)/|U_СТ|=2×/3=5,7мСм.

4.  Определение токозадающего резистора R₂ при E^-=9В: R₂=(E^--(U_ЗИ))/I_СО=(9-0,5)/6=1,416кОм. Стандартная величина: R₂=1,5 кОм.[5]

5.  Отводим  30%  от уровня3дБ, допустимого на весь усилитель.     М_в.=3×0,3=0,9   M_в =10=10=1,10918

6.  Полагая частотные искажения входной и выходной цепей каскодного ДУ одинаковым, определяем их величину М_s=М_с===1,05317.

7.  По семейству обобщенных характеристик рис.3 для Y_с=1/М_с=1/1,05317=0,9495 найдем значение обобщенной частоты, для коэффициента коррекции К=0 X=0,3.

8.  Вычислим полную емкость С₀, нагружающую выходной каскад. Принимаем емкость монтажа равной C_M=4пФ и емкость коллектора выходных транзисторов  C_K=7пФ   C_N=2,347пФ.     C₀=C_K + C_M+ 2C_N=4+7+2×2,347=15,694пФ.

9.  Сопротивление нагрузки каскада:

R_N=X_c/2f_BC₀=0,3/29.6×10⁶×15,694×10^-12=316.91Ом

Стандартная величина    R_N=330 Ом.[5].

10.  Необходимый размах коллекторного тока каждого плеча ДУ: I_КМАХ=U_Вых./R_N=0,203/330=0.615мА

11.  Максимальный ток генератора стабильного тока: I₀=4×2×I_КМАХ=4×2×0.615=4.921мА

12.  Требуемая граничная частота выходных транзисторов каскодной схемы ДУ (VT5,VT6): f_Г.=f³6×f_В³57,6Мгц.

13.  По вычисленным значениям E₀⁺ и f выбираем [6] кремниевые транзисторы      KT 3107Л со следующими данными: U_КБ=25 В, I_{К МАХ}=100мА, f_ГР=200 МГц, h_21Э=380¸800, P_К=0,3 Вт, С_К=7пФ.

14.  Требуемая граничная частота транзисторов в схеме с ОЭ ДУ (VT3,VT4) f_ГР³30×f_в³288Мгц. С учетом необходимого максимального тока коллектора I_М=2I_КМАХ=1.23мА выбираем [6,7] кремниевые транзисторы КT325В с параметрами: f_Г =1000 МГц, I_КМАХ =30мА, Р_К =0,15Вт, h_21Э =160¸400, С_К =2,5   r_б^'=32 Ом. Среднее значение параметра h_21Э==252,98.

15.  Определим сопротивление эмиттера каскада с ОЭ в схеме ДУ. r_Э=j_т/I_Э=25,5мВ/2.46мA=10.363 Ом, где I_Э»I_КО=I₀/2.

16.  Рассчитаем амплитуду базового тока транзисторов с ОЭ в схеме ДУ: I_бm=I_КМАХ/h_21Э=0.615мА/252,98=2.4мкА.

17.  Ток истока входных транзисторов (VT1,VT2) в схеме с ОИ: I_со³10×I_бm=0,024мА.

18.  Рассчитаем выходное сопротивление каскадов с ОИ в схеме ДУ:

R_ВЫХ=R₂//1/S,  R₂=1500Ом,  1/S=1/5,657мСм=176,772Ом

R_ВЫХ=158,136Ом. 

19.  Вычислим крутизну транзисторов с ОЭ в схеме ДУ:

S=1/í[(R_ВЫХ+ r_б^{’ ’})/h_21Э]+ r_Эý= 1/ [(158.136+32)/252,98+10.363]=0,09См.

20.  Коэффициент усиления плеча ДУ:

K=SR_N=0,09×330=29.69.

21.  Входная емкость плеча каскодной схемы ДУ: C_ВХ=0,16/f_Г×r_Э+2C_к=0,16/10⁹×10.363+2×2,5×10^-12=20.439пФ.

22.  Сопротивление эквивалентного генератора входной цепи каскодной схемы ДУ:  R_ЭВ=R_ВЫХ+r_б^’=158,136+32=190,136Ом.

23.  Определим граничную частоту крутизны f_S плеча каскодной схемы ДУ: f_S=0,16/ R_ЭВ× C_ВХ=0,16/190×20.439×10^-12=13.604Мгц

24.  Величина резистора обратной связи  R_p, при которой значение f_S^’=f_В: R_p=0Ом. [5]

25.  Коэффициент усиления плеча с учетом обратной связи:

K₁=SR_N/(1+SR_p)=0,09×330/(1+0,09×0)=29,69

26.  Входное сопротивление плеча каскодной схемы ДУ:

R_{ВХ Э}= r_б^’ + ( r_Э +R_E)(1+ h_21Э)=32+(10,363+0)(1+252,98)=2664Ом

27.  Сопротивление нагрузки каждого плеча рассчитываемого каскада ОИ, которое определяется входным сопротивлением каскада в схеме с ОЭ

(VT3 или VT4), и сопротивлением R₂=1500Ом. R_n=R_ВХЭ||R₂=959,666. Тогда коэффициент передачи каскада с ОИ: К₂=S×R_n/(1+S×R_n)=5.657×10³×959,666\(1+5.657×10^-3×959,666)=0.844

28.  Входная емкость плеча рассчитываемого каскада: C_ВХ=С₁₁/(1+SR_n)+C₁₂=5/(1+5.657×10^-3×959,666)+1,5=2,278пФ

29.  Расчет каскада по постоянному току:

1.  Задаемся величиной потенциала базы выходных транзисторов VT5 и VT6 U_Б=5,6В. Тогда потенциал коллекторов транзисторов VT3 и VT4 равен          U_К=U_Б+0,6В=6,2В.