Следующим этапом является динамический расчет каскада, в результате которого требуется рассчитать коэффициент усиления по напряжению по формуле

,

где Umвых- амплитуда напряжения на нагрузке 1-го каскада на нагрузке;

 Umвх- амплитуда сигнала на входе (базе) 1-го каскада.

Может возникнуть необходимость оценки коэффициента усилении К, как

,

где Uг – напряжение источника сигнала.

В коллекторной цепи транзистора, усиленный по току входной сигнал, обозначается на рисунке 36, как Ikm = Ikmax - Ikп и по напряжению Uкm = Umax – Uкп. 

Первым шагом на этом этапе необходимо привести напряжение источника сигнала и внутреннее сопротивление «ко входу» первого каскада, т.е. найти эквивалентные напряжение и сопротивление действующие на базе первого транзистора. Для этого найдем величину эквивалентного сопротивления базовой цепи переменной составляющей входного тока R_б по формуле

Сопротивление эквивалентного генератора входного напряжения будет равно

Rэкв = (Rи · Rб)/ Rи + Rб)

Напряжение эквивалентного генератора на входе транзистора будет равно

Uэкв = (Ег· Rб)/( Rи + Rб )

Это напряжение меньше, чем напряжение источника сигнала и используя входную характеристику транзистора можно определить токи базы для минимального и максимального значений входного напряжения по формуле

Iбд₁ = Uбп - Uэкв ,

                                       Iбд₂ = Uбп + Uэкв                       

Если пользоваться только аналитическим расчетом, то возникла бы необходимость определения входного динамического сопротивления участка база-эмиттер транзистора.

Следующим шагом необходимо найти выходные динамические параметры каскада, и в первую очередь, общее сопротивление нагрузки, которое будет найдено из выражения

Так как сопротивление в коллекторной цепи изменилось по переменному сигналу, необходимо пересчитать и построить динамическую нагрузочную прямую, которая будет пролегать по двум точкам на выходной характеристике (см. рис. 37).

Рисунок 37 – Соотношения динамической и статической нагрузочных характеристик

Первая точка останется как и для статического режима- точка П. Вторая точка (фиктивная) должна лежать на ординате Iк и может быть вычислена по формуле

Iкд = Ек/R´н

Реально нагрузочный динамический диапазон, как следует из рисунка 37, будет находиться в пределах двух ветвей базового тока Iбд₁ и Iбд₂, найденных выше.

Диапазон изменения выходного напряжения также изменится и будет, в соответствии с динамической нагрузочной прямой, составлять Uкд₁ и Uкд₂. Тогда, фактический коэффициент усиления каскада можно определить из выражения

К = (Uкд₁ + Uкд₂)/(2·Ег)

Если значение коэффициента К меньше, чем требуется по условию, то необходимо усилительный тракт дополнить вторым каскадом усиления и продолжить расчет. При этом, необходимо будет пересчитать коэффициент усиления первого каскада К, так как нагрузкой для первого каскада теперь будет вход второго каскада, а нагрузкой второго сопротивление Rн. Алгоритм расчета второго каскада будет аналогичен расчету первого каскада.

ЛЕКЦИЯ 11