Расчет транзисторного усилителя по схеме с общим эмиттером
Расчет каскада транзисторного усилителя напряжения, разработка его принципиальной схемы. Коэффициент усиления каскада по напряжению. Определение амплитуды тока коллектора транзистора и значения сопротивления. Выбор типа транзистора и режима его работы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.04.2013 |
| Размер файла | 843,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Задание
- Расчет транзисторного усилителя по схеме с ОЭ
- Определяем амплитуду тока коллектора транзистора
- Напряжение покоя определяем неравенства
- Определяем напряжение питания
Задание
Рассчитать каскад транзисторного усилителя напряжения, принципиальная схема которого изображена на рис. 1.
Рис.1
Исходные данные:
1) напряжение на выходе каскада (напряжение на нагрузке);
2) сопротивление нагрузки ;
3) нижняя граничная частота ;
4) допустимое значение коэффициента частотных искажений каскада в области нижних частот .
Примечание. Считать, что каскад работает в стационарных условиях (; ). При расчете влиянием температуры на режим транзистора пренебрегаем.
Определить:
1) тип транзистора;
2) режим работы транзистора;
3) сопротивление коллекторной нагрузки ;
4) сопротивление в цепи эмиттера;
5) напряжение источника питания ;
6) сопротивления делителя напряжения и стабилизирующие режим работы транзистора;
7) емкость разделительного конденсатора ;
8) емкость конденсатора в цепи эмиттера ;
9) коэффициент усиления каскада по напряжению.
Расчет транзисторного усилителя по схеме с ОЭ
1. Определяю значение сопротивления для повышения коэффициента усиления Ом.
2. Определяем значение сопротивления
Выбираем значение в пределах
.
Примечание. Полученные значения сопротивлений и уточняю из параметрического ряда сопротивлений Е24 (приложение 1).
3. Выбираю тип транзистора.
При выборе транзистора руководствуюсь следующими соображениями:
а) Определяю предельно-допустимый ток.
где - наибольшая возможная амплитуда тока нагрузки; наибольший допустимый ток коллектора, приводится в справочниках, - амплитуда выходного напряжения.
б) Определяю предельно-допустимое напряжение коллектор-эмиттер.
Выбор предельно-допустимого напряжения коллектор-эмиттер произвожу по напряжению питания усилителя.
.
где - наибольшее допустимое напряжение между коллектором и эмиттером приводится в справочниках.
Но поскольку напряжение питания предстоит еще определить, то воспользуюсь приближенной формулой его расчета:
Выбираею транзистор КТ3102А:
в) Для выбранного типа транзистора необходимо выписать из справочных данных (приложение 3) значения коэффициентов усиления по току для ОЭ и (или и ). В некоторых справочниках дается коэффициент усиления по току для схемы ОБ и начальный ток коллектора . Тогда (при выборе режима работы транзистора необходимо выполнить условие ).
г) Для каскадов усилителей напряжения обычно применяют маломощные транзисторы.
д) К заданному диапазону температур удовлетворяет любой транзистор.
Примечание. Произведенный выбор транзистора носит ориентировочный характер и в процессе расчета требует проверки.
4. Определяем параметры режима покоя транзистора.
Приняв сопротивление конденсатора равным нулю, то можно использовать для расчета тока эквивалентную схему замещения рис.4.
Определяем амплитуду тока коллектора транзистора
¦,
где ¦.
Выбираем , где должно превышать область нелинейных искажений в режиме отсечки (на рисунке 3, б - начальный нелинейный участок на входной характеристике).
Ikmin=5 мА.
транзисторный усилитель схема напряжение
Напряжение покоя определяем неравенства
,
где напряжение на коллекторе, соответствующее области нелинейных начальных участков выходных характеристик транзистора.
Определяем напряжение питания
По второму закону Кирхгофа для основной цепи транзисторного усилителя (рис.2) для режима покоя составим уравнение:
,
где - падение напряжения на сопротивлении в режиме покоя,
- падение напряжения на сопротивлении в режиме покоя,
- падение напряжения на электродах транзистора коллектор - эмиттер в режиме покоя.
Падение напряжения на сопротивлениях и определяются из уравнений:
,
.
Ток эмиттера в режиме покоя равен:
.
Поскольку ток базы в десятки раз меньше , то для упрощения расчетов примем .
Тогда уравнение для определения напряжения источника питания примет вид:
По полученному значению напряжения питания выбираем стабилизированный источник питания на базе микросхемы (приложение 2). Стабилизированный источник питания целесообразно выбирать с фиксированным напряжением питания, а указанным допуском отклонения можно пренебречь.
Например. К142ЕН9В имеет В. Принимаем В.
6. Строю линию нагрузки и определяю режим работы транзистора.
Режим работы транзистора по постоянному току определяется по нагрузочной прямой , построенной на семействе выходных статических (коллекторных) характеристик для схемы с ОЭ. Построение нагрузочной прямой показано на рис.2 (а). Нагрузочная прямая строится по двум точкам: точка покоя (рабочая) и , определяемая значением напряжения источника питания . Координатами являются ток покоя и напряжения покоя (т.е. ток и напряжение, соответствующие нулевому входному сигналу).
Определяем положение рабочей точки по значению тока базы , полученной для рабочей точки на выходной характеристике.
Строю линию нагрузки по переменному току, которая проходит через точку и точки 1, 2, полученные на пересечении прямых и (точка 2) и прямых и (точка 1).
На входной статической характеристике для схем ОЭ (рис.2, б) откладываю точки и по значениям и , найденных на выходной характеристике. Определяю значение и наибольшие амплитудные значения входного напряжения , необходимые для обеспечения заданного значения .
Точка (П): (Uкэп=5,1В; Iкп16,6 мА)
Точка (1): (Iкп+Ikm; Ukэп-Uвых. m) > (16,6+11,6; 5,1-3,1) > (28,2;
2);
Точка (2): (Iкп-Ikm; Ukэп+Uвых. m) > (16,6-11,6; 5,1+3,1) > (5; 8,2);
Точка (П'): П'= Iбп = кп*ДIб=3,2*25*10-6 = 0,08 мА;
Точка (1'): 1' = Iб1 = к1* ДIб = 5,5 *25*10-6 = 0,137 мА;
Точка (2'): 2' = Iб2 = к2* ДIб = 1,1*25*10-6 = 0,03 мА;
Iвхт = Iбт= Iбп-Iб2 = 0,13-0,03 = 0,107 мА;
Uвхт = Uбэт = Uбэп-Uбэ2 = 0,72-0,65 = 0,07 В;
Примечание. После построения линий нагрузок проверяю, чтобы выполнялись следующие условия: рабочая точка при изменении выходного напряжения не заходила в области недопустимых значений определяемых предельно - допустимой мощностью. Линия строится по зависимости , где (1)
Определяется из справочной литературы точки и на входной характеристике должны находиться на линейном участке.
По формуле 1 определяю координаты точек для построения линии допустимой мощностью.
точка а: координаты (5: 50)
точка б: координаты (10: 25)
точка в: координаты (20: 12,5)
Определяю входное сопротивление транзисторного каскада переменному току (без учета делителя напряжения и ):
Рассчитываю сопротивления делителя и . Для уменьшения шунтирующего действия делителя на входную цепь каскада по переменному току принимаю , где .
Тогда ,
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Усиление транзисторного каскада. Выбор транзистора, определение напряжения источника питания, расчет сопротивления резисторов и емкости конденсаторов. Определение максимальных амплитуд источников сигнала для неинвертирующего усилителя постоянного тока.
контрольная работа [58,2 K], добавлен 03.12.2011Графоаналитическое исследование режима работы в классе A. Определение параметров транзисторного усилительного каскада в схеме с общим эмиттером, с одним питанием, с автоматическим смещением и с эмиттерной температурой стабилизацией рабочего режима.
задача [795,6 K], добавлен 18.11.2013Получение входных и выходных характеристик транзистора. Включение биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером. Проведение измерения тока базы, напряжения база-эмиттер и тока эмиттера для значений напряжения источника. Расчет коллекторного тока.
лабораторная работа [76,2 K], добавлен 12.01.2010Выбор и обоснование структурной схемы усилителя гармонических сигналов. Необходимое число каскадов при максимально возможном усилении одно-двухтранзисторных схем. Расчет выходного каскада и входного сопротивления транзистора с учетом обратной связи.
курсовая работа [692,9 K], добавлен 28.12.2014Данные для расчёта усилителя напряжения низкой частоты на транзисторах. Расчёт усилительного каскада на транзисторе с общим эмиттером. Расчёт выходного усилительного каскада - эмиттерного повторителя. Амплитудно-частотная характеристика усилителя.
курсовая работа [382,1 K], добавлен 19.12.2015Параметры транзистора МП–40А, чертеж его основных выводов. Входная и выходная характеристики данного транзистора. Определение параметров для схемы с общим эмиттером. Схема с общим коллектором и общей базой. Расчет параметров для соответствующей схемы.
контрольная работа [642,0 K], добавлен 28.03.2011Построение принципиальной схемы эмиттерного повторителя. Расчет сопротивления резистора в цепи эмиттера и смещения повторителя. Определение входного сопротивления транзистора при включении его с общим эмиттером. Сопротивление нагрузки цепи эмиттера.
презентация [1,9 M], добавлен 04.03.2015Описание структурной электрической схемы. Составление принципиальной схемы изделия и описание ее работы. Расчет полевого транзистора 2N7002. Определение емкостей конденсаторов на входе и выходе каскада и в цепи эмиттера. Алгоритм поиска неисправности.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 10.07.2014Порядок получения входных и выходных характеристик транзистора. Методика и основные этапы сборки электрической схемы, определение измерения тока коллектора. Экспериментальное нахождение сопротивления по входной характеристике при изменении базового тока.
лабораторная работа [39,8 K], добавлен 12.01.2010Понятие и функциональное назначение биполярного транзистора как полупроводникового прибора с двумя близкорасположенными электронно-дырочными переходами. Анализ входных и выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером и базой.
лабораторная работа [1,3 M], добавлен 12.05.2016
