Усилитель широкополосный
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
µских соображений и с учетом того что слишком большле коллекторное сопротивление урезает полосу. Мощность рассеиваемая на коллекторе попадает в пределы максимальной рассеиваемой мощности выбранного транзистора.
(4.1.9)
Исходя из значения и найдем по характеристикам транзистора базовый ток мА и напряжение.
Рассчитаем предварительное значение напряжения источника питания. Оно сложится из падения напряжения на коллекторном переходе и падения напряжений на сопротивлениях коллекторной и эмиттерной цепей.
(4.1.10)
В существующем ряду [1] напряжений имеется близкое к расчетному. Оно равно , а значит его мы примем за напряжение источника питания будущего усилительного устройства увеличив падение на сопротивлении эмиттера до 2.2 В.
Определим коэффициент использования источника питания по напряжению. Желательно, чтобы эта величина была не ниже (0.2 ? 0.3), так как использование напряжения будет нерациональным.
(4.1.11)
.1.2 Расчет параметров транзистора
Для дальнейшего расчета необходимо определить параметры транзистора.
(4.1.12)
(4.1.13)
Подставляя справочные данные в формулы (4.1.12)-(4.1.13) получаем:
Крутизна транзистора определится из формулы
h21 = Ik max - Ik min / Iб max - Iб min = 40
а g=0.02 См - определяем по входной характеристике как отношение изменения базового тока к изменению базового напряжения на прямой-касательной к рабочей точке:
(4.1.14)
Оценим коэффициент усиления данного каскада. Для этого воспользуемся формулой, приведенной в [1]
(4.1.15)
;
.1.3 Расчет усилителя в области высоких частот
Оценим искажения в области малых времен. Для этого определим все слагаемые, которые вносят вклад в
радиодеталь электрический схема усилитель
(4.1.16)
(4.1.17)
(4.1.18)
(4.1.19)
Подставляя ранее рассчитанные значения, получаем
Так как нагрузка для выходного каскада не содержит емкости кроме как емкости монтажа, её то я и беру в роли емкости нагрузки при расчете .
Определим входную динамическую ёмкость и входное сопротивление транзистора по формулам, взятым из [1]:
(4.1.20)
Rвх.тр рассчитываем по характеристикам.
.1.4 Расчет цепей питания
Так как ток базы равен . Зададимся током делителя .
Значения элементов схемы найдутся из формул [1]:
,
где - ток в рабочей точке на постоянном токе(4.1.22)
(4.1.23)
(4.1.24)
Воспользовавшись формулами (4.1.22)-(4.1.24) найдем значения элементов каскада.
Приведем значения элементов схемы к стандартному ряду радиодеталей, выполняемых с допуском ?5%.
;;
В дальнейшем я рассчитываю все отталкиваясь не от приведенных к номиналам значениям, а к расчетным, так как так легче рассчитывать в математическом пакете от начала и до конца, а позже уже привести к номиналам, что в сильной мере не должно сказаться из-за разброса параметров самих элементов.
С появлением делителя в базовой цепи транзистора изменяется его входное сопротивление. Это сопротивление становится равным входному сопротивлению каскада.
(4.1.25)
2.1.5 Расчет термостабилизации
В техническом задании задан диапазон температур, в котором усилитель должен обеспечивать стабильную работу. Определим степень ухода рабочей точки при изменении температуры в заданном диапазоне. Для этого воспользуемся формулами [1]:
,
где - мощность, рассеиваемая на коллекторе
- тепловое сопротивление транзистора(4.1.26)
,
где - в миллиамперах(4.1.27)
(4.1.28)
(4.1.29)
,
где (4.1.30)
Приращение тока коллектора, вызванное тепловым смещением проходных характеристик определится как
(4.1.31)
,
где (для кремниевых транзисторов)(4.1.32)
Обратный ток коллектора необходимо уменьшить примерно на два порядка, поскольку значение, приводимое в справочниках представляет собой сумму тепловой составляющей и поверхностного тока утечки, последний из которых может быть на два порядка больше тепловой составляющей и практически не зависит от температуры.
Приращение тока коллектора, вызванное приращением обратного неуправляемого тока найдем по формуле
(4.1.33)
Приращение тока, вызванного изменением равно:
(4.1.34)
,
где (4.1.35)
(4.1.36)
(4.1.37)
Общий уход коллекторного тока найдем из следующей формулы:
(4.1.38)
(4.1.39)
Приемлемым является уход тока примерно на 10%.
Подставив в формулы (4.1.26)-(4.1.38) известные нам значения, получаем
град/вт
град
град
Общий уход коллекторного тока с учётом действия схемы термостабилизации
Результирующая нестабильность составляет
.
В принципе, такой нестабильностью можно пренебречь и считать, что постоянный ток колектора в процессе эксплуатации усилителя сохраняет свое значение.
2.2 Расчет предоконечного каскада
Рассмотрим в роли промежуточного каскада простой реостатный каскад.
Перед началом расчета стоит отметить, что:
Основные критерии выбора транзистора для промежуточного каскада
1.
.
.
Где