Усилительный каскад с общим эмиттером
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
, что в цепи, в состав которой входит активный электронный прибор, устанавливаются определенные постоянные токи. Этот режим работы называют режим по постоянному току. Он характеризуется постоянным падением напряжения на компонентах, входимых в состав усилительного каскада. При подаче сигнала переменного тока на управляющие электроды активного прибора ток в цепях начинает изменятся в соответствии с приложенным сигналом. Этот переменный ток создает переменное падение напряжения на компонентах.
Определить ток и падение напряжения нелинейной цепи можно аналитическим и графоаналитическим методами. Последний широко распространен в электронике в связи с тем, что позволяет проводить раiеты с помощью экспериментально определенных характеристик электронного прибора.
При использовании графоаналитического метода строится линия нагрузки по постоянному току. Она представляет собой ВАХ той части обобщенной цепи, в состав которой не входит нелинейный, управляемый внешним сигналом активный прибор.
, т.к. , то
Последнее уравнение и есть уравнение линии нагрузки, которая наносится на выходные ВАХ транзистора.
При
=0,
При
,
При этом выбираем рабочую точку, достраивая ВАХ. Получаем IКА=1мА, UКЭА=1,5В, Iбрт=10мкА. По входной ВАХ определяем Uбэ=0,55 В.
Построим линию нагрузки.
4. Идентификация моделей компонентов
При представлении транзистора как четырехполюсника чаще всего используется схема h-параметров, которые измеряются для транзистора со стороны внешних зажимов как отношения токов и напряжений в зажимах.
схема биполярного транзистора как четырёхполюсника.
Составим для этой схемы систему уравнений:
где h11 - входное сопротивление транзистора, как четырехполюсника12 - коэффициент внутренней обратной связи по напряжению 21 - коэффициент прямой передачи тока 22 - обратная проводимость транзистора как четырехполюсника
По ВАХ транзистора определим эти параметры. Для схемы с ОЭ:
По найденным коэффициентам определим параметры эквивалентной схемы замещения транзистора. А б
кОм
, , мВ
Ом
Ом
Найдём ёмкости
Где
Найдём тепловые токи транзистора ,,,:
5. Топологическое описание схемы
Топология электрических схем - это способ соединения отдельных компонентов схем (конфигурации схем).
Топологическое описание схемы выполняется разными способами, например, графами. Граф - это совокупность отрезков произвольной длины и формы, называемых ветвями (ребрами) и точек пересечения ветвей - вершин.
Для составления графа воспользуемся эквивалентной схемой. Такой моделью будет - модель Молла-Эберса.
Эквивалентная схема замещения
Составим граф схемы замещения и сразу выделим дерево графа.
Граф схемы
Составим матрицу F. Также определим вид матриц -F и FT
6. Математическая модель схемы
Сформируем вектор UСВ по известному вектору UВ:
Найдём напряжения на связях по формуле Uсв=-FUв:
Это эквивалентно следующей системе уравнений:
Подставим найденные напряжения ветвей связи в ММК:
;
Откуда токи связей:
Найдем токи ветвей, используя соотношение IB = FT * ICB:
=
=
Это эквивалентно следующей системе уравнений:
Подставим найденные токи связей в уравнения токов ветвей:
Полученные уравнения подставим в математические модели компонентов с учетом того, что IUвх и подставлять не нужно:
Данная система является математической моделью схемы. Она состоит из двух дифференциальных и двух линейных уравнений.
Представим через переменные состояния.
Представим через переменные состояния.
В итоге получаем:
7. Моделирование схемы с применением ППП "MicroCap"
Схема имеет вид:
Передаточная характеристика:
Анализ по постоянному току
Входной и выходной сигналы:
Графики зависимости выходного сигнала от входного в режиме анализа переходного процесса Transient ( на частоте 90 Гц)
Заключение
ток транзистор каскад эмиттер
В данной курсовой работе было произведено рассмотрение усилительного каскада с общим эмиттером с распределенной нагрузкой. Рассмотренный усилитель соответствует данным технического задания. Также был произведен раiет токов и напряжений для всех элементов схемы методом постоянных состояния. С помощью ЭВМ были смоделировали переходные и частотные характеристики каскада в ППП "MicroCap". Результаты моделирования отражают статический и усилительный режим работы транзистора, а также доказывают, что каскад с общим эмиттером инвертирует фазу входного сигнала.
Библиографический список
1. Ногин В.Н. Аналоговые электронные устройства: Уч. пособие, М. 1992.
. Справочники по полупро