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