Расчет усилительного каскада
Исходные данные
Рисунок 1. Принципиальная электрическая схема усилителя
Форма сигнала- колокол/+
В качестве изучаемого транзистора взят транзистор КТ312А
Его параметры, указанные в справочнике, внесены в таблицу 1:
| Транзистор | Uкб | Uкэ | Iкдоп | Iкб0 | Ркдоп | fгр | Ск | h11э | h12э х10-3 | h21э | h22э |
| В | В | мА | мкА | мВт | МГц | пФ | Ом | мкСм | |||
| КТ312А | 0,2 | 0,06 |
Таблица 1: Параметры транзистора КТ312А
Uкб - Максимально допустимое напряжение коллектор-база
Uкэо - Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер
Iк доп - Максимально допустимый постоянный ток коллектора
Pк доп - Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора
h21э - Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером
fгр - граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером
Rвх» 0,8· h11э =0,8*300=240 Ом
β= h21э=40
Далее выбираем данные изучаемого усилительного каскада, данные заносим в таблицу 2:
| Епит В | Еr мВ | Rr Ом | K0 | Rн Ом | S | τи мкс | Tн С | Tв С |
Таблица 2: исходные данные
Еr - максимальное напряжение входа усилителя;
K0 - коэффициент усиления;
Rr - сопротивление источника сигнала;
RН - сопротивление нагрузки (Rн» Rвх);
τи - длительность входного импульса;
Tmax, Tmin - диапазон температур окружающей среды;
S - коэффициент температурной нестабильности
Расчет по постоянному току
Находим максимальное напряжение на выходе
Uвых.max=Er*K=150 
40=6 В
Выбираем ток коллектора в рабочей точке 
:
15 мА
Рассчитываем Rк: 
30 мА; Eк= 15 В; Rк=15 В/30 мА=500 Ом
Полученное значение сопротивления округляем до ближайшего номинального значения:
Rк=510 Ом
Определяем мощность pк= 
=114,75 мВт
По вольт-амперной характеристике определяем значение Uкэ=7,5 В
Ток базы в рабочей точке: 
=15*10-3 /40=375 мкА
Рассчитываем Rэ: 
=15,375 мА
Rэ = (0,2,…,0,3) Eк / Iэ=0,25*15 B/15,375 мА=244 Ом
Полученное значение сопротивления округляем до ближайшего номинального значения
Rэ =240 Ом
Определяем мощность pэ= 
=56,73 мВт
Рассчитываем Rб: 
Rб=1394,3 Ом
Полученное значение сопротивления округляем до ближайшего номинального значения
Rб=1400 Ом
Определяем напряжение базы
=15*10 
*240+0,6=4,2 В,
где 
- напряжение между базой и эмиттером в рабочей точке, обычно для кремниевых транзисторов принимают 
.
Рассчитываем делитель в цепи базы. Напряжение холостого хода делителя 
=4,2+0,375*10 
*1394,3=4,72 В
Величины сопротивлений вычисляются по выражениям
=15*1394/4,72=4430 Ом
=4430*1394/(4430-1394)=2034 Ом
Полученные значения сопротивлений округляем до ближайших номинальных значений: R1=4300 Ом, R2=2200Ом.
=15/(4420+2050)=2,3 мА
P1= 
=23,38 мВт P2= 
=10,84 мВт
Рассчитанные сопротивления резисторов заносим в таблицу:
| Rк | Rэ | R1 | R2 |
| Ом | Ом | 4700 Ом | 2200 Ом |
Влияние температуры на режим работы усилительного каскада
При изменении температуры окружающей среды изменяются параметры
транзистора, что приводит к изменению токов и напряжений в схеме. Рассчитаем величину приращения коллекторного тока Δ I к при изменении температуры в заданном интервале ΔТ=2 
С
∆ 
= S[∆ 
- ∆ 
/(
)+∆β/ β*( + 
)]
∆ =Iкб0 
=0,2 
=2,7мкА
∆ =2,3*10-3*∆Т=2,3*10-3*20=0,046
∆β=0,1*β*∆Т/10=0,1*40*2=8
∆ = 5[2,7*10-6- 0,046/(1400+240)+8/40*(0,2*10-6+375*10-6)]=0,574 мА
Значит при нагреве усилителя на 2 С рабочая точка сместится из точки
15 мА в точку 15,574 мА
