СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ
УРАЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ
ФАКУЛЬТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
 |
РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЕЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
Курсовая работа по дисциплине "Основы схемотехники"
Пояснительная записка
Преподаватель: Матвиенко В.А.
Студент: Лерман М.В.
Группа: МЕ-41
Екатеринбург, 2006
Содержание.
Введение……………………………………………………………….………….3
1. Расчет усилительного каскада ………………………………………………4
1.1 Исходные данные к курсовой работе………………………………..4
1.2 Характеристики используемого транзистора……………………….4
Схема цепи питания и стабилизации режима работы транзистора..5
1.4 Построение нагрузочной прямой по постоянному току……………6
1.5 Определение малосигнальных параметров транзистора в рабочей точке……………………………………………………………………………7
1.6 Определение величин эквивалентной схемы транзистора …………8
1.7 Определение граничной и предельных частот биполярного транзистора…………………………………………………………………….9
1.8 Определение сопротивления нагрузки транзистора по переменному току…………………………………………………………………………….10
1.9 Построение сквозной характеристики……………………………….10
1.10 Определение динамических параметров усилительного каскада….11
Заключение……………………………………………………………………….14
Список литературы………………………………………………………………15
Введение
В ходе выполнения курсовой работы необходимо для заданного типа транзистора выписать паспортные параметры и статические характеристики, в соответствии со схемой включения и величинами элементов схемы усилительного каскада выбрать положение режима покоя, для которого рассчитать величины элементов эквивалентных схем транзистора и малосигнальные параметры транзистора, графо-аналитическим методом определить параметры усилительного каскада.
Расчет усилительного каскада
Исходные данные к курсовой работе
69 вариант
o Тип транзистора___________________КТ201В
o Напряжение источника питания______Еп=9В
o Сопротивление в цепи коллектора____Rк=390 Ом
o Сопротивление нагрузки____________Rн=470 Ом
o Сопротивление в цепи эмиттера______Rэ=0,2 Rк =78Ом
В соответствии с заданными исходными данными выбираем схему включения с общим эмиттером и с эмиттерной стабилизацией.
Характеристики используемого транзистора [2 стр.60]
Проектируемое устройство основано на биполярном транзисторе КТ201Д. Транзистор КТ201Б – кремниевый эпитаксиально-планарный p-n-p типа, используемый в усилительных схемах.
1. Электрические параметры
| Наименование | Обозначение | Значения | |
| min | max | ||
| 1.1. Обратный ток коллектора, мкА | I кбо | ||
| 1.2. Обратный ток эмиттера, мкА | I эбо | ||
| 1.3. Коэффициент обратной связи по напряжению в режиме малого сигнала | h21б | 3·10-8 | |
| 1.4. Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте | |h21э| | ||
| 1.5. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ: при Тс=+125 0С при Тс=-60 0С | h21э | ||
| 1.6. Выходная проводимость в режиме малого сигнала при х.х., мкСм | h22б | ||
| 1.7. Коэффициент шума, дБ | Кш | ||
| 1.8. Емкость коллекторного перехода, пФ | Сн |
1.3. Схема цепи питания и стабилизации режима работы транзистора
Рис 1. Схема с эмиттерной стабилизацией рабочей точки.
Назначение элементов схемы:
Rэ - задаёт обратную связь;
Rн – сопротивление нагрузки;
Сс - разделительный конденсатор, задерживает постоянную составляющую входного сигнала(это может привести к искажению начального тока смещения);
В нашей схеме используется отрицательная обратная связь по постоянному току. Величина резистора Rэ, задающего обратную связь, определяется из условия Rэ=[(0,1¸0,3)Еп]/Iэ.
В схеме эмиттерной стабилизации напряжение смещения Uбэ0 = IдR2 - Iэ0Rэ. Ток делителя Iд выбирают во много раз больше тока Iб0, при этом напряжение UR2 = IдR2 практически не зависит от тока базы Iб0. Тогда напряжение Uбэ0 а следовательно, смещение на транзисторе будет изменяться при изменении тока Iэ0 только из-за изменения напряжения на резисторе Rэ. Положим, что Iэ0 стремится увеличиться (из-за увеличения температуры или при смене транзистора), при этом увеличится напряжение на резисторе Rэ, это приведет к уменьшению напряжения смещения Uбэ0; транзистор закроется сильнее, ток базы Iб0 уменьшится и соответственно уменьшится ток Iэ0. Для
устранения ООС по переменному току, снижающей коэффициент усиления каскада, резистор Rэ шунтируют емкостью Сэ. Стабилизирующее действие рассматриваемой схемы растёт с увеличением сопротивления Rэ и с уменьшением
сопротивлений делителя R1 и R2. Действительно, чем больше сопротивление резистора Rэ, тем больше падение напряжения на нём и тем сильнее изменяется это напряжение при небольших отклонениях тока Iэ0 от значения в рабочей точке. Однако с увеличением Rэ увеличивается требуемое напряжение источника питания.
1.4. Построение нагрузочной прямой по постоянному току
Рис.2 Выходные характеристики используемого транзистора
 |
Рис.3 Входные характеристики используемого транзистора
Уравнение нагрузочной прямой при выборе схемы с включения биполярного транзистора
Нагрузочную прямую строим по двум точкам:
1. при Iк =0 и Uкэ = Eп = 9 В
 |
2. при Uкэ =0 и 
Рабочая точка (т.О) выбирается посередине участка насыщения в точке пересечения нагрузочной прямой с выходной характеристикой (рис.2, прямая АВ).
Параметры режима покоя: Uкэ0 = 6 В, Iк0 = 6 мА, Iб0= 0,1 мА, Uбэ0 = 0,78 В, Iэ0 = Iк0 + Iб0 =6,1 мА
Стабилизация тока осуществляется за счет последовательной отрицательной обратной связи, которая вводится с помощью резистора Rэ. Нежелательная обратная связь по переменному току может быть устранена путем шунтирования резистора Rэ конденсатором большой емкости.
Определим величины резисторов R1 и R2:
Разделительный конденсатор Сс принимаем емкостью 0,1 мкФ.
Исходя из имеющихся стандартных номиналов резисторов, величину Rэ выбираем равной 78 Ом, R1=12,8 кОм, R2=2,6 кОм.
