Анализ статического и динамического режимов работы каскада с ОЭ. Статистические параметры каскада с ОЭ

Федеральное агентство по  образованию

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ДВПИ имени В.В. Куйбышева)

Кафедра РТС

Пояснительная записка к курсовой работе

по курсу “Основы схемотехники”.

Выполнил:  студент группы ВЦ-7011

В

Проверил:

             Г

Владивосток 2009

Содержание

Задача 1. 3

Задача 2. 10

Задача 3. 15

Список литературы.. 17

Задача 1

Произвести анализ статического и динамического режимов работы каскада с ОЭ (рис. 1), при исходных данных N1=1, N2=5.

Исходные данные:

Eо = 12 В – напряжение питания;

R1 =15 кОм – верхнее плечо делителя напряжения;

R2 =3 кОм – нижнее плечо делителя напряжения;

Rк =1 кОм – сопротивление на коллекторе;

Rэ =0,5 кОм – сопротивление на эмиттере;

Rн =5 кОм – сопротивление нагрузки;

Rг =500 Ом – сопротивление нагрузки;

Сн = 1000 пФ – емкость цепи эмиттера;

Параметры транзистора КТ349А:

Коэффициент передачи тока базы H₂₁ = 20-80

Предельная частота усиления F_t, мГц =300 МГц

Емкость коллекторного перехода C_кб, пФ = 6 пФ

Емкость эмиттерного перехода C_эб, пФ = 8 пФ

Постоянная обратной связи , 33 псек

Обратный ток коллектора I_кбо, мкА = 1 мкА

Допустимое напряжение U_кэ, В = 15 В

Напряжение насыщения U_нас, В = 1.2 В

Рис.1 Каскад с ОЭ.

1. Определить статистические параметры каскада с ОЭ: токи коллектора и базы в рабочей точке; требуемый и фактический коэффициенты температурной стабилизации каскада при Траб=.

1.1. Определим ток коллектора:                                                                                

Напряжение на транзисторе в рабочей точке:

Определим типовой коэффициент передачи тока базы и ток базы в рабочей точке:

1.2. Определим требуемый и фактический коэффициенты температурной стабилизации каскада:

, где

Требуемый коэффициент температурной стабилизации:

Определим изменение неуправляемого тока коллектора на величину:

, где  - температурный коэффициент изменения неуправляемого тока коллектора.

Рассчитаем температурную зависимость коэффициента передачи тока базы:

Определим изменение коэффициента передачи тока базы под действием температуры:

Суммарное значение тока коллектора:

Определим допустимое отклонение тока коллектора:

,

Где - предельное значение выходного напряжения;

.

Количественная оценка температурного режима производится с помощью коэффициента температурной стабилизации:

Фактический коэффициент температурной стабилизации:

Эквивалентное сопротивление базового делителя:

Отсюда,

Требуемый коэффициент температурной стабилизации:

Определим напряжение насыщения из выражения для динамической линии нагрузки:

,

Где  - сопротивление коллекторной нагрузки по   переменному току.

Отсюда напряжение насыщения:

,  где    - температурный коэффициент изменения неуправляемого тока коллектора.

Отсюда,

=5.35    =15.29      Отсюда < , следовательно, в данной схеме режим термостабилизации обеспечен, и на выходе линейные искажения.

2. По параметрам каскада с ОЭ при диапазоне частот Fн=50 Гц определить:

• Номинальный коэффициент усиления,
• Коэффициент усиления по току и по мощности,
• Сквозной коэффициент усиления Кс = Квх * Ко
• Напряжение насыщения на входе и на выходе,
• Емкости конденсаторов С1, С2, Сэ при Fн = 50 Гц
• диапазон усиливаемых частот, при коэффициентах частотных искажений Мн=Мв=3дБ
• Коэффициенты частотных искажений и вносимые фазовые сдвиги.

2.1. Определим номинальный коэффициент усиления:

Входное сопротивление транзистора

H11 = r'_б + r_э·(H21 + 1) = 5,5+6,25·(40+1) = 262 Ом 

Где:

r_э =  φ_т / I_ко = 0.025 / I_ко=0.025/0.004=6.25 Ом,     φт=0.025

r'_б =t_ос /С_к =33/6 = 5,5 Ом

t_ос = =

Номинальный коэффициент усиления:

   

2.2 Определяем коэффициент усиления по току и мощности:

2.3. Найдем напряжение насыщения на входе и на выходе:

Выходное (max) напряжение насыщения:

Входное (max) напряжение насыщения:

2.4. Рассчитаем коэффициенты частотных искажений и вносимые фазовые сдвиги:

Поскольку на низкочастотные искажения оказывают влияние емкости, рассчитаем значения емкостей С₁, С₂, С_э при F_н = 50 Гц, М_н = 3 дБ

Найдем коэффициент низкочастотных искажений:

Найдем постоянную транзистора:

Найдем постоянную каскада области высоких частот:

Емкость выходного разделительного конденсатора:

Выбираем значение С₁ = 10 мкФ

Найдем емкость входного разделительного конденсатора:

Выбираем значение С₂ = 1 мкФ

Найдем емкость конденсатора в цепи эмиттера:

Выбираем значение С_э = 50 мкФ

Найдем диапазон усиливаемых частот:

Определим фазовые сдвиги:

Общий фазовый сдвиг:

Рассчитаем коэффициенты высокочастотных искажений входной и выходной цепи каскада:

,

Где - постоянная времени входной цепи.

Где - постоянная времени выходной цепи.

Общий коэффициент ВЧ искажений:

Рассчитаем фазовые сдвиги:

Общий фазовый сдвиг:

3. Определить значения входного и выходного сопротивлений, коэффициента усиления при отключении емкости конденсатора в цепи эмиттера.

Отключение емкости в цепи эмиттера вызывает появление ООС.

При суммарном сдвиге фаз напряжение ОС поступает на вход усилителя в противофазе входному сигналу, следовательно  ОС – отрицательная.

3.1. Рассчитаем значение входного сопротивления транзистора;

 

Значение входного сопротивления с учетом делителя: