РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЕЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЕЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Расчет усилительного каскада

1. Исходные данные к курсовой работе

2. Характеристики используемого транзистора

3. Схема цепи питания и стабилизации режима работы транзистора

4. Построение нагрузочной прямой по постоянному току

5. Определение малосигнальных параметров транзистора в рабочей точке

6. Определение величин эквивалентной схемы транзистора

7. Определение граничной и предельных частот биполярного транзистора

8. Определение сопротивления нагрузки транзистора по переменному току

9. Построение сквозной характеристики

10. Определение динамических параметров усилительного каскада

Заключение

Список литературы

Приложение 1. Схема электрическая принципиальная проектируемого усилительного каскада

Приложение 2. Перечень элементов

Введение

Цель данной курсовой работы состоит в закреплении знаний, полученных при изучении дисциплины «Основы схемотехники», в получении опыта разработки и расчета основных характеристик усилительных каскадов, а также в активизации самостоятельной учебной работы, в развитии умений выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и эквивалентные схемы биполярных и полевых транзисторов, получать разностороннее представление о конкретных электронных элементах.

В ходе выполнения курсовой работы для заданного типа транзистора определяются паспортные параметры и статические характеристики, в соответствии со схемой включения и величинами элементов схемы усилительного каскада выбирается положение режима покоя, для которого рассчитываются величины элементов эквивалентных схем транзистора и мало сигнальные параметры транзистора, графоаналитическим методом определяются параметры усилительного каскада.

Расчет усилительного каскада

Исходные данные к курсовой работе

1. Тип активного элемента	Биполярный транзистор
2. Схема включения активного элемента	С общим эмиттером
3. Используемый активный элемент	КТ208К
4. Напряжение источника питания, E_п	30 В
5. Номинал резистора в цепи, R_к	2,2 кОм
6. Номинал резистора в выходной цепи, R_н	3,0 кОм

В соответствии с заданными исходными данными выбираем схему включения с общим эмиттером и с эмиттерной стабилизацией.

Схема цепи питания и стабилизации режима работы транзистора

Рис. 1

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. Затем выбираем ток делителя I_дпротекающий через R_2,из условия

I_д =[(3¸10)I_би определим величины резисторов R_1,R_2,по следующим соотношениям:

Рис. 2

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 = 30 В

Выбираем из ряда номинальных значений =430 Ом

2. при U_кэ=0 и

Рабочая точка (т.О) выбирается посередине участка нагрузочной прямой в точке пересечения ее с выходной характеристикой (рис.2, прямая АВ).

Входные характеристики используемого транзистора:

Рис. 3

Параметры режима покоя: U_кэ0= 16 В, I_к0= 5,5 мА, I_б0=0,03 мА, U_бэ0= 0,63 В.

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.

Ток делителя I_д, протекающий через R₂ выберем из условия I_д=(3÷10)I_б0, возьмем I_д=10I_б0=0,3 мА

Определим величины резисторов R₁ и R₂:

Разделительный конденсатор С_с принимаем емкостью 100 мкФ.

Исходя из имеющихся стандартных номиналов резисторов, величину R_к =2,2 кОм, R₁=82 кОм, R₂=10 кОм.

Рис. 4

2.) Коэффициент передачи по току, измеряемый при коротком замыкании на выходе транзистора, используем входные характеристики транзистора (Рис.5)

Рис. 5

3.) Выходная проводимость, измеряемая при холостом ходе на входе транзистора, используем входные характеристики транзистора (Рис. 6)

Рис. 6

4.) Коэффициент обратной связи, измеряемый при холостом ходе на входе транзистора:

Для всех типов биполярных транзисторов и рабочих точек принято

(DI_б, DI_к ,DU_бэ, DU_кэ – приращения, взятые симметрично относительно рабочей точки О).

Рис. 7

1. Барьерная ёмкость коллекторного перехода;

2. Выходное сопротивление транзистора;

3. Сопротивление коллекторного перехода;

4. Сопротивление эмиттерного перехода для эмиттерного тока;

5. Сопротивление эмиттерного перехода для базового тока;

6. Распределение сопротивления базы;

Берем = 100 Ом

7. Диффузионная ёмкость эмиттерного перехода;

7 нФ

8. Собственная постоянная времени транзистора;

9. Крутизна транзистора;

мА/В

Току

Сопротивление нагрузки по переменному току для биполярного транзистора рассчитывается по формуле:

Для построения нагрузочной прямой по переменному току воспользуемся двумя точками:

1.) ;

2.) - точка покоя (т.О)

Нагрузочная прямая по переменному току приведена на рисунке 8 (прямая CD).

∆ I Б=0,01 мА

Рис.8

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были изучены характеристики и параметры биполярного транзистора, схема включения транзистора в качестве активного элемента усилителя, схема замещения транзистора и ее параметры. Рассчитаны динамические параметры каскада для двух значений амплитуды входного сигнала. Выяснено, что коэффициенты гармоник и степень нелинейных искажений существенно зависят от амплитуды входного сигнала (при уменьшении амплитуды искажения уменьшаются).

Список литературы

1. Елфимов В.И., Устыленко Н.С. Электронные твердотельные приборы и микроэлектроника. Методические указания к выполнению курсовой работы. Екатеринбург: УрКСИ, 1998.

2. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник. / Под ред. Б. Л. Перельмана. М.: Радио и связь, 1982.

3. Цыкина А.В. Электронные усилители. Учеб. пособие для техникумов связи, 2-е изд., доп. и перераб. М.: Радио и связь, 1982.