Задача 1. Рассчитать схему и осуществить выбор элементов усилителя переменного сигнала на биполярном транзисторе, включённом по схеме с общим эмиттером. Описать назначение элементов.
Исходные данные.
| Тип транзистора |  , В
|  , мА
|  , Гц
| 
| 
|
| КТ315А | 1,0 |
Решение. Схема усилителя имеет вид, представленный на рисунке 1-а (структура n-p-n).
Из справочных данных для этого транзистора определяем, что коэффициент для него не менее 20. Для выполнения расчетов выбираем 
.
В режиме покоя (при 
=0) напряжение на коллекторе должно быть равно половине э.д.с. источника питания:
(В).
Тогда
Определим величину сопротивления резистора 
и ёмкость конденсатора СЭ, решив систему уравнений:
Откуда
Определим величину сопротивления 
по формуле:
Так как коллекторный и эмиттерный токи практически равны, то 
(мА).
Тогда напряжение на эмиттере в режиме покоя 
(В).
Определим потенциал базы в режиме покоя:
(B)
Для нахождения сопротивлений резисторов 
и 
решим систему уравнений:
.
Расчет емкости разделительного конденсатора 
выполним исходя из того, что для входного сигнала усилитель представляет собой фильтр высоких частот (ФВЧ), эквивалентная схема которого имеет следующий вид (рисунок 2):
Рисунок 2 - Усилитель как ФВЧ для входного сигнала
На частоте среза fc для ФВЧ выполняется следующее условие:
где 
Подставив в это выражение 
(Гц), определим
Элементы 
и 
для выходного сигнала также представляют собой ФВЧ, для которого справедливо выражение:
Приняв 
(кОм), найдем :
(Ф)
В соответствии с выполненными расчётами производим выбор элементов, результаты которого сводим в таблицу 1.
Опишем назначение каждого элемента усилителя.
Схема усиления построена на биполярном транзисторе и благодаря наличию конденсатора 
который не пропускает постоянную составляющую входного сигнала, усиливает только переменную составляющую входного сигнала.
Резисторы 
и 
задают режим работы усилителя, они накладывают обратные связи и служат для стабилизации рабочей точки.
Резистор 
необходим для преобразования тока в напряжение.
Конденсатор 
не пропускает постоянную составляющую сигнала формируемого усилителем.
Резисторы 
, 
и конденсатор СЭ служат для регулирования коэффициента усиления. Наличие двух резисторов и конденсатора, включенного последовательно с одним из них необходимо для различных коэффициентов усиления для переменной и постоянной составляющей сигнала. Резистор накладывает отрицательную обратную связь для стабилизации рабочей точки при изменении температуры.
Таблица 1 – Результаты выбора элементов
| Сопротивления, Ом | Емкости, мк Ф | |||||||
| Элемент |
|
|
|
|
| СЭ | 
| 
|
| Расчётное значение | 0,24 | 0,1 | ||||||
| Стандартное значение по ряду Е24 | 10·103 | 5,6·103 | 33·103 | 0,24 | 0,1 | |||
| Обозначениевыбранного элемента | МЛТ-0,125-10 кОм ± 5% | МЛТ-0,125-680 Ом ± 5% | МЛТ-0,125-2,4 кОм ±5% | МЛТ-0,125-5,6 кОм ±5% | МЛТ-0,125-33 кОм ±5% | К-10-17-50В –15 мкФ ±5% | К-10-17-50В –240 нФ ±5% | К-10-17-50В –100 нФ ±5% |
