Исходные данные к курсовой работе. Курсовая работа по дисциплине "Основы схемотехники"

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______Е_п=9В

o Сопротивление в цепи коллектора____R_к=390 Ом

o Сопротивление нагрузки____________R_н=470 Ом

o Сопротивление в цепи эмиттера______R_э=0,2 R_к =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:

R_э - задаёт обратную связь;

Rн – сопротивление нагрузки;

С_с - 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 R_э, задающего обратную связь, определяется из условия R_э=[(0,1¸0,3)Е_п]/I_э.

В схеме эмиттерной стабилизации напряжение смещения U_бэ0 = I_дR₂ - I_э0R_э. Ток делителя I_д выбирают во много раз больше то­ка I_б0, при этом напряжение U_R2 = I_дR₂ практически не зависит от тока базы I_б0. Тогда напряжение U_бэ0 а следовательно, смещение на транзисторе будет изменяться при изменении тока I_э0 только из-за изменения напряжения на резисторе R_э. Положим, что I_э0 стремится увеличиться (из-за увеличения температуры или при смене транзисто­ра), при этом увеличится напряжение на резисторе R_э, это приведет к уменьшению напряжения смещения U_бэ0; транзистор закроется сильнее, ток базы I_б0 уменьшится и соответственно уменьшится ток I_э0. Для

устранения ООС по переменному току, снижающей коэффи­циент усиления каскада, резистор R_э шунтируют емкостью С_э. Стабилизирующее действие рассматриваемой схемы растёт с увеличением сопротивления R_э и с уменьшением

сопротивлений делителя R₁ и R₂. Действительно, чем больше сопротивление резистора R_э, тем больше падение напряжения на нём и тем сильнее изменяется это напряжение при небольших отклонениях тока I_э0 от значения в рабочей точке. Однако с увеличением R_э 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 I_к =0 и U_кэ = E_п = 9 В

2. при U_кэ =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: U_кэ0 = 6 В, I_к0 = 6 мА, I_б0= 0,1 мА, U_бэ0 = 0,78 В, I_э0 = I_к0 + I_б0 =6,1 мА

Стабилизация тока осуществляется за счет последовательной отрицательной обратной связи, которая вводится с помощью резистора R_э. Нежелательная обратная связь по переменному току может быть устранена путем шунтирования резистора R_э конденсатором большой емкости.

Определим величины резисторов R₁ и R₂:

 

 

Разделительный конденсатор С_с принимаем емкостью 0,1 мкФ.

Исходя из имеющихся стандартных номиналов резисторов, величину R_э выбираем равной 78 Ом, R₁=12,8 кОм, R₂=2,6 кОм.