- •Расчет усилителей на биполярных транзисторах
- •Введение
- •Расчет усилительного каскада
- •1.1. Исходные данные к курсовой работе
- •1.2. Характеристики используемого транзистора
- •1.3. Выбор режима работы транзистора
- •1.4. Расчет делителя в цепи базы
- •1.5. Определение h-параметров транзистора по статическим характеристикам
- •1.6. Расчет параметров элементов схемы замещения транзистора
- •1.7. Расчет основных параметров каскада
- •1.8. Оценка нелинейных искажений каскада
- •1.9. Выбор резисторов и конденсаторов
- •Заключение
- •Список литературы
Федеральное агентство связи
ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
Уральский технический институт связи и информатики (филиал)
Расчет усилителей на биполярных транзисторах
Курсовая работа по дисциплине «Основы схемотехники»
Пояснительная записка
210405 000000 014 ПЗ
Руководитель |
|
В.А. Матвиенко |
канд. техн. наук, доцент |
|
|
|
|
|
Студент группы РЕ-81 |
|
И.Д. Тутынин |
Екатеринбург
2010
Введение
Курсовая работа по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств» заключается в расчете типового усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером.
Целью курсовой работы является
закрепление теоретических знаний, полученных при изучении дисциплины;
формирование углубленного понимания физических процессов в усилительных устройствах;
изучение методов расчета усилительных устройств и их основных параметров;
ознакомление с элементной базой аналоговых электронных устройств;
получение навыков информационного поиска и пользования справочной информацией;
ознакомление с системой стандартизации и приобретение опыта применения стандартов в практической деятельности;
усвоение правил составления и оформления технической документации.
Исходные данные к курсовой работе включают:
тип транзистора;
номинальное напряжение источника питания;
сопротивление резистора в цепи коллектора;
сопротивление нагрузки каскада.
Расчет усилительного каскада
1.1. Исходные данные к курсовой работе
-
Тип активного элемента
Транзистор биполярный
Схема включения активного элемента
ОЭ
Используемый активный элемент
КТ208Е
Напряжение источника питания, Eп
24 В
Номинал резистора в цепи, Rк
1,6 кОм
Номинал резистора в выходной цепи, Rн
2,2 кОм
В соответствии с заданными исходными данными выбираем схему включения с общим эмиттером и с эмиттерной стабилизацией.
Рис. 1 каскад с общим эмиттером.
1.2. Характеристики используемого транзистора
1.3. Выбор режима работы транзистора
На семействе выходных характеристик транзистора построим нагрузочную прямую по постоянному току. Сопротивление в цепи эмиттера возьмем из соотношения:
Такое сопротивление обеспечит достаточно высокую стабильность рабочей точки и не сильно уменьшит коэффициент использования напряжения источника питания.
После расчета сопротивления RЭ сразу же выберем ближайшее стандартное значение по ряду Е24. В последующих вычислениях используем стандартное значение сопротивления RЭ.
Rэ=0,33кОм±5%
Далее по формуле
рассчитаем напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке UКЭ рт. Будет удобнее, если рабочая точка совпадет с одной из выходных характеристик семейства, поэтому в качестве рабочей точки выберем ближайшую к рассчитанному значению UКЭ рт точку пересечения нагрузочной прямой по постоянному току с одной из характеристик семейства. Если шаг выходных характеристик транзистора велик, то «подтягивание» рабочей точки к ближайшей выходной характеристике может привести к существенному отклонению рабочей точки от оптимального значения. В этом случае можно построить дополнительную выходную характеристику и выбрать рабочую точку на ней. Отметим выбранную рабочую точку на выходных характеристиках транзистора. Определим ток коллектора в рабочей точке IК рт.
% мА
Рис. 2 выходная характеристика транзистора
Отметим выбранную рабочую точку на входной характеристике транзистора. В справочниках обычно приводятся две характеристики: при напряжении коллектор-эмиттер UКЭ = 0 и при напряжении UКЭ ≠ 0 (у транзисторов поздних разработок UКЭ = 5 В). Первая характеристика соответствует режиму насыщения, а вторая – нормальному активному режиму. Поскольку в усилителях транзисторы работают в нормальном активном режиме, то рабочую точку следует построить на входной характеристике при напряжении UКЭ ≠ 0, при этом не имеет никакого значения соотношение напряжения, для которого приведена входная характеристика в справочнике, и напряжения в рабочей точке UКЭ рт. На входной характеристике рабочая точка строится по току базы IБ рт, соответствующему выходной характеристике, проходящей через рабочую точку. Проекция рабочей точки на ось напряжения база-эмиттер даст значение напряжения база-эмиттер в рабочей точке UБЭ рт. Выпишем параметры рабочей точки: UКЭ рт, IК рт, UБЭ рт, IБ рт.
Рис. 3 входная характеристика транзистора
Ik рт=6.4мА, Uбэ рт=0.65В, Uкэ рт=9.13В, Iб рт=0.04мА