Ргз Тохе. Цель работы приобретение навыков расчёта усилительных каскадов, путём расчётов применяемых однотактных резисторных каскадов предварительного усиления гармонических сигналов на биполярных и полевых транзисторах различных типов. Исходные данные
 Скачать 67.27 Kb.
|
|
Федеральное агентство связи Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего образования Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики Кафедра РТУ Расчетно-графическое задание «Расчет каскада на биполярном транзисторе со структурой p-n-p» По дисциплине: «Схемотехника телекоммуникационных устройств» Вариант №26 Выполнила: Студентка III курса Факультета МРМ группы РЦ-82 Вставь свое Проверил: Шушнов М.С. Новосибирск 2020 Цель работы: приобретение навыков расчёта усилительных каскадов, путём расчётов применяемых однотактных резисторных каскадов предварительного усиления гармонических сигналов на биполярных и полевых транзисторах различных типов. Исходные данные: Номер варианта: 26 Таблица 1 – Технические данные каскада
Расчет каскада на биполярном транзисторе 2N5401 со структурой p-n-p  Рисунок 1 – Схема КПУ на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией Определим напряжение покоя Uк0, которое должно в несколько раз больше амплитуды сигнала на выходе усилителя:   Рассчитаем общую нагружающую каскад емкость:  где Cвых.тр - выходная емкость транзистора; Cмонт - емкость монтажа; Cн - емкость нагрузки каскада. Выходную емкость транзистора Cвых.тр можно определить из справочных данных, взяв ее примерно равной емкости коллектора при указанном напряжении на коллекторе. Однако ее величина существенно зависит от напряжения, приложенного к коллекторному переходу. Для пересчета емкости коллектора можно воспользоваться следующей формулой:  Cмонт = 10 пФ   Найдем эквивалентное сопротивление выходной цепи каскада в области верхних частот на частоте fв с учетом заданного коэффициента частотных искажений M в.вых :  где M в.вых - допустимые частотные искажения в выходной цепи КПУ на верхней частоте. Обычно искажения распределяю между входной цепью и выходной равномерно, тогда     Определим сопротивление коллекторной нагрузки транзистора    Определяем режим работы транзистора по постоянному току Iк0 и амплитуду тока в нагрузке Iкm . Амплитуда тока в нагрузке определяется по формуле:   Ток покоя коллектора (постоянную составляющую) определяют по формуле:  где kз - коэффициент запаса тока. Обычно берется равным 0,4-0,7. Примем его равным 0,7   Определяем мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора:  Полученное значение должно быть меньше допустимой максимальной рассеиваемой мощности на коллекторе Pк0  Pк.макс , определяемой по справочным данным для указанной температуры перехода. Pк0 Pк.макс Данное условие выполняется:  мВт 625 мВтОпределяем напряжение питания каскада. Для выбора значения напряжения питания удобно пользоваться следующим выражением:  где kэ - коэффициент, определяющий величину падения напряжения на сопротивлении обратной связи Rэ . Величина коэффициента запаса по напряжения питания обычно находится в интервале от 1,1 до 1,3. Примем, что kэ =1.2   Округляем до ближайшего большего, используя вспомогательный ряд стандартных напряжений постоянного тока:  Определяем сопротивление коллекторной цепи постоянному току:   Определяем сопротивление резистора Rэ в эмиттерной цепи по формуле:   Рассчитываем коэффициент усиления каскада по напряжению без ООС  Где  - входное сопротивление транзистора. Определяем величины тока базы Iб0 и базового делителя Iд. Постоянный ток базы определяется по формуле:  где h21э.ср - среднее значение коэффициента передачи по току транзистора, определяемое как  .     Ток делителя смещения обычно берется в 5-10 раз больше постоянного тока базы:   По известному току делителя Iд и напряжению база-эмиттер Uбэ0 в точке покоя находят сопротивления резисторов делителя, обеспечивающих это напряжение: Uбэ=0.8 В       Находим сопротивление резистора Rос , обеспечивающего ООС в каскаде. Коэффициент усиления каскада с ООС определяется выражением  где  коэффициент передачи цепи обратной связи;  сопротивление делителя. По формуле находим:   откуда вычисляем    Определяем уточненное значение сопротивления    Находим общее входное сопротивление  КПУ  Определяем общее выходное сопротивление каскада с ООС         Находим общее входное сопротивление Rвх.ос КПУ с учетом действия ООС        Определяем емкостную составляющую входного сопротивления каскада  где  – граничная частота транзистора (справочный параметр);  – сопротивление эмиттера;  – емкость коллектора (справочный параметр)     Величина допустимых частотных искажений в области нижних частот распределяется с учетом разрешенной к применению элементной базы и других соображений между входной цепью Mн.Cр.вх , цепью CэRэ - MнCэ и выходной цепью Mн.Cр.вых . В данном случае ограничений на распределение частотных искажений нет. Поэтому можно принять, что частотные искажения распределены равномерно  Тогда    где  - крутизна характеристики тока эмиттера  -эквивалентное сопротивление тракта предшествующего транзистору         Величина допустимых частотных искажений в области верхних частот распределяется между входной цепью Mв.вх и выходной цепью M в.вых . Необходимо проверить, что результирующее значение частотных искажений в области верхних частот вносимых каскадом не превышает заданное значение  где    Расчёт номинальных мощностей рассчитанных сопротивлений.      Спецификация
Список литературы 1. Шушнов М.С.Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине «Схемотехника телекоммуникационных устройств» : Учебно-методическое пособие / Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики; каф. радиотехнических устройств. – Новосибирск,2019. – 32 с. 2. Технические характеристики транзистора 2N5401. |
0,25Вт ± 5%
В ± 10%
10 В ± 10%
10 В± 10%