4.1. Рассчитать элементы цепи термостабилизации R Э и С Э.
4.1.1. Увеличение R Э повышает глубину отрицательной обратной связи во входной цепи усилителя (улучшает термостабилизацию), с другой стороны, при этом падает КПД усилителя из – за дополнительных потерь мощности на этом сопротивлении. Обычно выбирают величину падения напряжения на R Э порядка (0,1 – 0,3)Е К, что равносильно выбору R Э ≈ (0,05 – 0,15)R К в согласованном режиме работы транзистора. Используя последнее соотношение выбираем величину R Э.
4.1.2. Для коллекторно – эмиттерной цепи усилительного каскада в соответствии со вторым законом Кирхгофа можно записать уравнение электрического состояния по постоянному току
Используя это уравнение скорректировать выбранные по п.п. 2.3 и 2.4 значение Ек или величину Rк.
4.13. Определить емкость в цепи эмиттера Сэ из условия Rэ = (5 - 10)Хэ, где Хэ – емкостное сопротивление элемента Сэ. При этом
мкФ, выбрав fн = 50 – 100 Гц.
4.2. Для исключения шунтирующего действия делителя R1, R2 на входную цепь транзистора задается сопротивление Rб.
и ток делителя Iд = (2 - 5)Iбо, что повышает температурную стабильность Uбо. Исходя из этого определить сопротивления R1, и R2, Rб:
; 
; 
4.3. Определить емкость разделительного конденсатора из условия Rвх = (5 - 10)Хр, где Хр – емкостное сопротивление разделительного конденсатора, Rвх – входное сопротивление каскада. При этом
мкФ, а 
Определить параметры усилительного каскада.
5.1. Коэффициент усиления каскада по току Ki
5.2. Входное сопротивление каскада Rвх
если 
то 
5.3. Выходное сопротивление каскада R вых
5.4. Коэффициент усиления по напряжению Kи
5.5. Коэффициент усиления по мощности Kр
5.6. Полезную выходную мощность каскада
5.7. Полную мощность, расходуемую источником питания
5.8. КПД каскада
5.9. Верхняя и нижняя граничные частоты определяются из соотношения для коэффициента частотных искажений:
на нижней частоте 
;
и верхней частоте 
.
Обычно выбирается 
, тогда 
и 
,
где 
С к – емкость коллекторного перехода.
Заключение.
6.1. Объяснить назначение всех элементов схемы усилительного каскада. Параметры элементов схемы выбираются на основании всего комплекса расчетов. По данным расчета выбрать стандартные резисторы и конденсаторы по справочнику. [1]
6.2. По результатам анализа усилительного каскада дать рекомендации по применению выбранного типа транзистора, оценив его коэффициенты усиления, частотные свойства, выходные напряжения и мощность в линейном режиме и КПД.
Литература.
1. Электротехнический справочник. Т.1,2. 7 – е изд. –М.: Энергоиздат, 1985, 1986
2. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник под ред. Б.Л. Переломана. –М.: Радио и связь, 1981
3. Основы промышленной электроники под ред. В.Г. Герасимова. –М.: Высшая школа, 1978, 1986
4. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. –М.: Высшая школа, 1982
5. Электротехника и электроника/кн. З.Электрические изменения и основы электроники// Под. ред. В.Г. Герасимова. –М.: Энергоатомиздат, 1998
6. Филинов В.В. Нелинейные электрические и магнитные цепи/ Учебное пособие. –М.: МГАПИ, 2001, (задачи 3.3 и 3.4)
Рис. 1 Усилитель с общим эмиттером.
Методические указания.
7.1. По п. «Задача работы».
Различают по конструктивному выполнению биполярные транзисторы p-n-p и n-p-n типов. Включение их в электрическую цепь представлены на рис. 3 а,б (обратить внимание на полярность источника питания!).
Для определения проводимости Вашего транзистора и правильности включения его в электрическую цепь следует по справочникам [1,2] определить тип транзистора.
7.2. По п. 1.2.
Определяем h парметры транзистора методом треугольников как показано на рис. 4. Точки для треугольника выбирают на линейных участках вольт-амперных характеристик рис. 4. (Например: т.ч. 1,2,3 - для параметров h 11 и h 12; и т.ч. 4,5,6,7 – для параметров h 21 и h 22.)
Рис. 2. Выбор рабочей точки.
(+) (-)
(-) (+)
«а» - n-p-n «б» - p-n-p
Рис. 3. Типы транзисторов. 
Рис. 4. Вольт-амперные характеристики транзисторов.
h 11 = 
/ U к э = const, h 12 = 
/ I б = const;
h 21 = 
/ U кэ = const, h 22 = 
/ I б = const.
Пределы именения h параметров для современных биполярных транзисторов малой и средней можности:
h 11 =R б » n (10 ¸ 100) Ом – входное сопротивление транзистора, где n» (1¸10);
h 21 = b - коэффициент усиления по току; h 21 = (20 ¸1000);
- коэффициент усиления по напряжению (K U £200); 
– выходное сопротивление транзистора, где n» (1¸10).
7.3. По п.2.2.
Кривую допустимой мощности вы также можете нанести по справочным данныv транзистора [1,2].
7.4. По п. 2.6.
Переходные характеристики транзистора Iк = f(Iб) (см. рис. 2) строят по пересечению линии нагрузки с выходными характеристиками транзистора. Для Вашего транзистора этих пересечений будет более 3-х.
7.5. По 5.4.
Коэффициент усиления усилительного каскада с ОЭ обычно лежит в пределах до 100, но не может превышать K U £200.
7.6. По 5.8.
Усилительный каскад с ОЭ работает в линейном режиме и КПД не может превышать h £ 50%.
8.0. Пример выполнения задания по п.6.
1) Назначение элементов схемы:
- транзистор Т – усилительный элемент;
- резисторы R 1, R 2 представляют собой делитель напряжения, устанавливающий потенциал базы (по постоянному току) необходимый для работы каскада в линейном режиме;
- резистор R Э – цепь термостабилизации каскада, за счет падения напряжения на этом резисторе, превышающем напряжение на базовом переходе транзистора, уменьшает влияние изменения напряжения Uбэ0 при изменении температуры;
- R К – сопротивление нагрузки по постоянному току, служит для получения нужного потенциала на коллекторе и позволяет получить амплитуду выходного напряжения необходимой величины;
- C Р1, С Р2 – разделительные конденсаторы, служат для разделения (защиты) транзисторов по постоянному току;
- С Э – служит для уменьшения нижней границы частоты усилителя и увеличения коэффициента усиления по переменному току на низких частотах;
Выбираемые номинальные значения всех элементов по справочникам, при этом берем ближайшие номинальные значения для резисторов и конденсаторов;
2) Данный тип транзистора можно применять в каскадах предварительного усиления сигналов низкой и высокой частот, т.к. верхняя граница частоты превышает МГц, а нижняя граничная частота лежит в звуковом диапазоне. Выходная мощность каскада составляет _____ мВт.
ВАРИАНТЫ
| 1. МП21Г 2. МП21Д 3. МП39 4. МП40 5. МП41А 6. МП42А 7. МП42Б 8. ГТ108Б 9. ГТ108Г 10. МП114 11. МП116 12. КТ104А 13. КТ104Б 14. КТ104В 15. КТ201Б | 16. КТ201Г 17. КТ208А 18. КТ209Б 19. ГТ310А 20. ГТ310Б 21. П416 22. П416А 23. П416Б 24. КТ3107А 25. КТ3107Б 26. КТ3107К 27. КТ313А 28. КТ313Б 29. КТ345А 30. КТ345Б |
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРОВ
МП21Д, МП21Г
МП21Д – 
=40 мкА МП21Г – =100 мкА
=35 В
=50 мА 
=150 мВт 
=30 пФ
МП39, МП40, МП41А
МП39 – =400 мкА МП40 – =200 мкА МП41А – =100 мкА
=15 В =20 мА =150 мВт =50 пФ
МП42А, МП42Б
МП42А – =100 мкА МП42Б – =150 мкА
=15 В =150 мА =200 мВт =50 пФ f гр=1 МГц
ГТ108Б, ГТ108Г
ГТ108Б – =100 мкА ГТ108Г – =50 мкА
=6 В =50 мА =75 мВт =50 пФ
МП114, МП115, МП116
МП114 – =0,3 мА МП115 – =0,3 мА МП116 – =0,1 мА
МП114 – =60 В МП115 – =30 В МП116 – =15 В
=10 мА =150мВт =50 пФ
МП114 – f гр=0,92 МГц МП116 – f гр=2,0 МГц
КТ104А, КТ104Б, КТ104В
КТ104А – =1,5 мА КТ104Б – =0,4 мА КТ104В – =0,2 мА
КТ104А – =30 В КТ104Б – =15 В КТ104В – =15 В
=50 мА =150 мВт =50 пФ
КТ201Г, КТ201Б
КТ201Б – =0,1 мА КТ201Г – =0,05 мА
КТ201Б – =20 В КТ201Г – =10 В
=30 мА =150мВт =20 пФ
КТ208А, КТ209Б
КТ208А – =150 мкА КТ209Б – =250 мкА
=15 В =300мА =200 мВт =20 пФ
ГТ310А, ГТ31Б
ГТ310А – =20 мкА ГТ310Б – =10 мкА
(при 
=10 кОм) =10 В (при =200 кОм) =6 В
=10 мА =20 мВт =20 пФ
П416, П416А, П416Б
П416 – =0,1 мА П416А – =0,05 мА П416Б – =0,03 мА
(при =0) =15 В (при ≤ 1кОм) =12 В
=25 мА =100 мВт =20 пФ
КТ3107А, КТ3107Б, КТ3107К
КТ3107А – =0,2 мА КТ3107Б – =0,1 мА КТ3107К – =0,04 мА
КТ3107А – =45 В КТ3107Б – =45 В КТ3107К – =25 В
=100 мА =300 мВт =12 пФ
КТ313А, КТ313Б
КТ313А – =0,1 мА КТ313Б – =0,05 мА
(при ≤ 1кОм) =50В
=350 мА =300 мВт =12 пФ
КТ345А, КТ345Б
КТ345А – =0,075 мА КТ345Б – =0,05 мА
(при ≤ 10 кОм) =20В
=200 мА =150 мВт =50 пФ
ЛР № 020418 от декабря 2006.
Подписано к печати г. Формат 60х84. 1/16
Объем 1 п.л. Тираж экз. Заказ
