Большая База Рефератов - Одиночные усилительные каскады на биполярных транзисторов - бесплатно рефераты, скачать рефераты, рефераты на тему

Одиночные усилительные каскады на биполярных транзисторов

ctgg=(a/b)Rн1~;

где a—масштабный коэффициент по оси ординат, мА/мм; b—масштабный коэффициент по оси абсцисс, В/мм.

Rн1~=(Rк1Rн1)/(Rк1+Rн1), кОм

Подставляем данные, получаем соответственно:

Rн1~=(Rк1Rн1)/(Rк1+Rн1)=(1,3∙1)/(1,3+1)=0,5652 кОм

Подставляем данные а=9мА/мм; b=9В/мм; получаем соответственно:

ctgg=(a/b)Rн1~=(9/9)∙0,5652=0,5652

Зная ctgg находим g: g=60028/

Рисунок 9—Временные диаграммы

Определяем графически параметры: Uкп − напряжение на коллекторе в режиме покоя, Iкп − коллекторный ток покоя, Uвыхm − амплитуду неискаженного выходного напряжения.

С учётом масштабных коэффициентов рисунка 9 a1=0,7; b1=0,7:

Напряжение на коллекторе в режиме покоя Uкп=1,986 В,

Коллекторный ток покоя Iкп=4,071 мА,

Амплитуда неискаженного выходного напряжения Uвыхm=5,857 В.

Начертим эквивалентные схемы и рассчитаем основные параметры усилителей по формулам таблицы 2, где Rвх − входное сопротивление каскада с учетом сопротивления делителя RБ, Rвых − выходное сопротивление каскада, Ki=Iн/Iвх − коэффициент усиления по току, KЕ=Uвых/Ег – коэффициент усиления ЭДС Ег источника сигнала, Кu=Uвых/Uвх − коэффициент усиления по напряжению относительно входного напряжения Uвх, Кр=Рвых/Рвх − коэффициент усиления по мощности, знак || означает параллельное соединение резисторов. Результаты расчета занесём в таблицу 3.

Рисунок 10—Эквивалентным схемам для переменных составляющих тока и напряжения с общим эмиттером (а) и с общим коллектором (б)

Таблица 2—Основные параметры усилителей

Параметры усилителя	Схема с общим эмиттером	Схема с общим коллектором
Rвх	Rб1 \|\| rвх1; Rб1=R1 \|\| R2; rвх1=rб+(1+b)rэ	Rб2 \|\| [Rн2~(1+b)]; Rб2=R3 \|\| R4
Rвых	Rк1 \|\| r	;
Ki		;
Ku
KE
Kp	Ki1 Ku1	Ki2 Ku2
Rн~

Таблица 3—Результаты расчётов

№ варианта	Схема включения	Результаты	Параметры
№ варианта	Схема включения	Результаты	Rвх, кОм	Rвых, кОм	КЕ	Ku	Ki	Kp
1	с общим эмиттером	Расчет	1,99	0,8	2,24	2,71	23,14	50,21
1	с общим коллектором	Расчет	0,09	0,05	0,06	0,79	0,36	0,28

Рассчитаем коэффициент температурной нестабильности S по формуле:

Зная β=50, подставив данные в следующию формулу:

Получим уравнение:

Откуда следует α=0,98.

Подставив данные получаем коэффициент температурной нестабильности S для схемы с общим эмиттером равный:

Подставив данные получаем коэффициент температурной нестабильности S для схемы с общим коллектором равный:

Рассчитаем частоты fн, fв, f0 и углы сдвига фаз jн, jв.

Частоты fн, f0 и fв определяем из приближенных выражений:

Для схемы с общим эмиттером:

, ;

где ;

Постоянная времени перезаряда конденсатора Ср1:

Постоянная времени перезаряда конденсатора Ср2:

Постоянная времени перезаряда конденсатора Сэ1:

Постоянная времени перезаряда эквивалентной емкости коллекторного перехода:

Подставив данные рассчитаем постоянную времени перезаряда конденсатора Ср1:

=(1,1+1,99)∙30=92,7

Подставив данные рассчитаем постоянную времени перезаряда конденсатора Ср2:

=(0,8+1)∙30=54

Подставив данные рассчитаем постоянную времени перезаряда конденсатора Сэ1:

Подставив данные рассчитаем постоянную времени перезаряда эквивалентной емкости коллекторного перехода:

Подставив данные получаем:

=1/(92,7-1+54-1+13,43-1)=10

Расчитаем частоты fн, f0 и fв определять из приближенных выражений:

, ;

fн1=1/2πτн1=1/2∙3,14∙10=0,016 МГц

fв1=1/2πτв1=1/2∙3,14∙0,64=0,25 МГц

МГц

Для схемы с общим коллектором:

, , ;

где ;

Постоянная времени перезаряда конденсатора Ср3

Постоянная времени перезаряда конденсатора Ср4

Постоянная времени перезаряда конденсатора нагрузки Сн2.

Сн2

Подставив данные рассчитаем постоянную времени перезаряда конденсатора Ср3:

=(1,1+0,09)∙30=35,7

Подставив данные рассчитаем постоянную времени перезаряда конденсатора Ср4:

=(0,05+0,2)∙30=7,5

Подставив данные рассчитаем постоянную времени перезаряда эквивалентной емкости коллекторного перехода:

Подставив данные получаем:

=1/(35,7-1+7,5-1)=6,2

Расчитаем частоты fн, f0 и fв определять из приближенных выражений:

Для схемы с общим коллектором:

, , ;

fн2=1/2πτн2=1/2∙3,14∙6,2=0,026 МГц

fв2=1/2πτв2=1/2∙3,14∙0,0004=398,09 МГц

МГц

Расчитаем углы сдвига фаз jн, jв по следующим формулам:

, .

Для схемы с общим эмиттером:

Для схемы с общим коллектором:

Рассчитаем и построим частотные KE(f) и фазовые j(f) характеристики усилителей.

При расчете зависимостей и следует задаваться частотами f=(0,2; 0,5; 1; 2; 5) fн и f=(0,2; 0,5; 1; 2; 5) fв.

Таблица 4—Результаты расчётов для φ(f)

φн1(f)	1,37	1,1	0,75	0,36	-0,12
f от fн1	0,0032	0,008	0,016	0,032	0,08
φв1(f)	0,12	-0,36	-0,75	-1,1	-1,37
f от fв1	0,05	0,125	0,25	0,5	1,25
φн2(f)	1,25	0,87	0,47	0,1	-0,38
f от fн2	0,0052	0,013	0,026	0,052	0,13
φв2(f)	0,12	-0,35	-0,75	-1,1	-1,37
f от fв2	79,618	199,045	398,09	796,18	1990,45

Таблица 4—Результаты расчётов для КЕ(f)

КЕ1(f)	0,44	1,01	1,64	2,1	2,22
f от fн1	0,0032	0,008	0,016	0,032	0,08
КЕ1(f)	2,22	2,1	1,64	1,02	0,44
f от fв1	0,05	0,125	0,25	0,5	1,25
КЕ2(f)	0,02	0,04	0,05	0,06	0,06
f от fн2	0,012	0,027	0,042	0,054	0,059
КЕ2(f)	0,059	0,054	0,042	0,027	0,012
f от fв2	79,618	199,045	398,09	796,18	1990,45

Построим частотные KE(f) и фазовые j(f) характеристики усилителей.

Рисунок 11—Фазовые j(f) характеристики усилителей (масштаб для f: φн1(f)=100:1, φв1(f)=10:1, φн2(f)=100:1, φв2(f)=1:200)

Рисунок 12—Частотные KE(f) характеристики усилителей (масштаб для: KE (f н1)=2:1, KE(f в1)=2:1, KE(f н2)=200:1, KE(f в2)= 200:1, f н1=100:1, f в1=10:1, fн2=100:1, f в2= 1:200)

Рассчитаем коэффициенты частотных искажений Мн и Мв.

Коэффициенты частотных искажений определяем из выражений:

Для схемы с общим эмиттером:

где ;

;

, ;

, ωв1=2πfв1.

Согласно формулам производим расчёты:

ωв1=2πfв1=2∙3,14∙0,25=1,57;

ωн1=2πfн1=2∙3,14∙0,0016=0,01;

Для схемы с общим коллектором:

где ;