Исходные данные:
В ср=27,7 – средний коэффициент усиления;
f н=100 Гц – нижняя граничная частота входного сигнала;
r э= 10 Ом – дифференциальное сопротивление эмиттерного p-n;
r б= 50 Ом – объемное сопротивление базы;
U э.порог = 0,7 В – пороговое напряжение отпирания эмиттерного p-n перехода;
r к=10 кОм - дифференциальное сопротивление коллекторного p-n;
R ист.с=600 Ом – внутреннее сопротивление источника входного сигнала.
Переменный сигнал идет на уровне постоянного сигнала, поэтому на выход усилителя проходит как положительная, так и отрицательная полуволны входного сигнала. Энергия для усиления сигнала отбирается от источника питания Е пит. Для отделения переменных составляющих от постоянных, ставят конденсаторы C 1, C 2, C э.
Введем понятие частотных искажений, обусловленных постоянными времени ТС 1, ТС 2, ТС э цепей по которым заряжаются и разряжаются конденсаторы C 1, C 2, C э в схеме усилителя:
,
Частотные искажения показывают, на сколько снижается амплитуда переменного сигнала при прохождении через конденсаторы на заданной низкой или высокой частоте. На средних частотах сопротивление конденсаторов мало и падением напряжения на конденсаторах пренебрегают. На высоких частотах учитывается барьерная емкость коллекторного перехода и зависимость коэффициента передачи тока базы В от частоты, при этом амплитудно-частотная характеристика усилителя на высоких частотах повторяет указанную зависимость (рис. 1).
На заданной низкой частоте f н=100 Гц распределяем стандартный коэффициент низкочастотных искажений 
по конденсаторам С 1, С 2, С э, усилительного каскада
Для конденсатора Сэ коэффициент Мэ увеличиваем до значения 1,15, так как он зашунтирован меньшим сопротивлением, по сравнению с другими конденсаторами. Определяем эквивалентные сопротивления:
1. Рассчитываем значение конденсатора С 1:
;
Выбираем электролитический конденсатор С 
= 3,9 мкФ
2. Рассчитываем значение конденсатора С 2:
;
Выбираем электролитический конденсатор С 2= 2,7 мкФ
3. Рассчитываем значение конденсатора С э:
Выбираем электролитический конденсатор С э= 270 мкФ.
4. Находим коэффициент усиления каскада по напряжению на средних частотах:
,
где знак минус отражает поворот фазы выходного сигнала на 180о относительно входного.
5. Находим коэффициент усиления по току на средних частотах:
.
6. Находим коэффициент усиления по мощности сигнала, действующего на базе транзистора
.
7. Находим коэффициент усиления по мощности сигнала, действующего на входе усилителя
,
для этого находим входную мощность сигнала с амплитудой равной току покоя базы:
,
где входное сопротивление каскада с учетом сопротивлений R ист.с, R 1 и R 2:
Контура замыкания переменных токов, обусловленных источником входного переменного сигнала U вхc мгновенным направлением напряжения показаны пунктиром на рис.8.
Рис.8
Контура замыкания мгновенных выходных токов I н, I к, обусловленных теоретическим источником тока BI б, показаны на рис.9.
Рис.9
Источник переменного тока BI б управляется переменным током базы I б и помещается в коллекторный p-n переход транзистора, при этом источник питания Е пит, имеющий внутреннее сопротивление для переменного тока близкое к нулю, в схеме закорачивается, и верхняя шина питания объединяется с нижней шиной.
8. Находим входную мощность каскада:
Эквивалентная схема замещения каскада с ОЭ показана на рис.10, где транзистор VT замещен Т-образной схемой замещения с дифференциальными сопротивлениями r эи r к p-n переходов, объемным сопротивлением базы r б и источником переменного тока BI б, включенного в цепь коллекторного p-n перехода. Мгновенное направление источника тока BI 
соответствует встречному направлению мгновенного входного переменного напряжения U вх и току базы I б, создаваемого этим напряжением.
Рис.10
СИМВОЛЬНЫЙ РАСЧЕТ КАСКАДА
ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
5.1 Символьный расчет производится для каскада с ОЭ на транзисторе типа n-p-n. Обозначим элементы R 1, R 2, r б, r э, R э, rk, R к, R пит, Е пор., Е пит, схемы замещения (рис. 11, а) соответствующими буквами: a, b, c, d, e, f, g, h, C, H (рис.11, б).
Рис.11
Присвоим им значения согласно расчету по постоянному току:
5.1. Составим матрицу сопротивлений для схемы на рис.11:
5.2 Находим контурный определитель Dk схемы, как детерминант матрицы сопротивлений:
5.3 Из контурного определителя по правилу 1 (прил.2) находим схемные коэффициенты CC, CH для составляющих тока ветви с, обусловленных пороговым напряжением С, источником питания Н, и по правилу 2 (прил.2) схемный коэффициент CF для составляющей тока ветви с, обусловленный источником тока F:
5.4 С учетом 
составляем уравнение для тока ветви с:
откуда находим ток ветви с:
.
5.5 Находим ток ветви b:
Где схемные коэффициенты
5.6 Находим потенциал базы покоя:
.
5.7 Находим ток ветви g:
Где схемные коэффициенты
5.8 Находим потенциал коллектора покоя:
5.9 Находим относительные ошибки расчета:
;
.
Вывод: напряжение U к.пок превышает 15%-й допуск.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белов Г.А. Электронные цепи и микросхемотехника: Учебное пособие для вузов. Чебоксары: Изд-во Чуваш. Ун-та, 2004.-780 с.
2. Петухов В.М. Полупроводниковые приборы. Транзисторы. Дополнение второе: Справочник. – Рикел, Радио и связь, 1995 – 288 с. Ил.
3. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника – Москва «Гелиос АРВ», 2002.
4. Захаров В.Г. Расчет электрических цепей по модифицированным правилам Кирхгофа: Учеб. пособие. Чебоксары: Изд-во Чуваш.ун-та, 2006. 128 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Варианты заданий
| № вар (стр.) | Тип транзистора | U к.доп, В | Iк.доп, мА | В мин- - В макс | P, Вт | Структура |
| 1 (39) | КТ3179А9 | 0,2 | n-p-n | |||
| 2 (37) | КТ3176А9 | 0,2 | n-p-n | |||
| 3 (35) | КТ3173А9 | 0,2 | n-p-n | |||
| 4 (33) | КТ3171А9 | 0,2 | n-p-n | |||
| 5 (31) | КТ3153А9 | 100-300 | 0,3 | n-p-n | ||
| 6 (28) | КТ3151А9 | 0,2 | n-p-n | |||
| 7 (26) | 2Т3130А9 | 100-250 | 0,2 | n-p-n | ||
| 8 (16) | КТ218А9 | 0,2 | p-n-p | |||
| 9 (13) | КТ216А | 9-50 | 0,075 | p-n-p | ||
| 10 (12) | 2Т214А9 | 0,2 | p-n-p | |||
| 11 (10) | КТ209В2 | 0,2 | p-n-p | |||
| 12 (8) | 2Т215А9 | 0,2 | n-p-n | |||
| 13 (57) | КТ3170А9 | 0,25 | n-p-n | |||
| 14 (14) | КТ3172А9 | 0,2 | n-p-n | |||
| 15 (61) | 2Т3175А9 | 250-1000 | 0,35 | n-p-n | ||
| 16 (54) | КТ3142А | 40-120 | 0,36 | n-p-n | ||
| 17 (53) | 2Т3115А-6 | 8,5 | 15-110 | 0,05 | n-p-n | |
| 18 (51) | КТ368А-5 | 50-450 | 0,225 | n-p-n | ||
| 19 (50) | 2Т368А9 | 50-300 | 0,1 | n-p-n | ||
| 20 (49) | КТ339АМ | 0,26 | n-p-n | |||
| 21 (47) | 2Т316А-5 | 20-60 | 0,15 | n-p-n | ||
| 22 (63) | 2Т370А9 | 20-70 | 0,03 | p-n-p | ||
| 23 (65) | КТ3126А9 | 25-150 | 0,11 | p-n-p | ||
| 24 (66) | КТ3128А9 | 15-150 | 0,11 | p-n-p | ||
| 25 (19) | КТ3816 | 0,015 | p-n-p | |||
| 26 (63) | 2Т370Б9 | 40-120 | 0,11 | n-p-n | ||
| 27 (8) | 2Т215Б9 | 30-90 | 0,2 | n-p-n | ||
| 28 (8) | 2Т215В9 | 40-120 | 0,2 | n-p-n | ||
| 29 (8) | КТ215Г9 | 40-120 | 0,2 | n-p-n | ||
| 30 (8) | КТ215Д9 | 0,2 | n-p-n |
Примечание: страницы, указанные в скобках соответствуют справочнику [2].
