ргр2 оэиит. Расчетнографическая работа 2 По дисциплине Основы электроники и измерительной техники

• Название: Расчетнографическая работа 2 По дисциплине Основы электроники и измерительной техники
• Анкор: ргр2 оэиит
• Дата: 27.09.2022
• Размер: 383.8 Kb.
• Имя файла: ргр2 оэиит.docx
• Тип: Документы; #701187

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ имени Г.Даукеева»

Кафедра «Телекоммуникаций и инновационных технологий»

Расчетно-графическая работа № 2
По дисциплине: «Основы электроники и измерительной техники»

Специальность: Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Вариант: 86

Выполнила

Группа:

Приняла

_______ ____________ «____» ________________2021 г.

(оценка) (подпись)


г.Алматы 2021

1.2 Задания к РГР №2

Транзистор VT включен в усилительный каскад по схеме с ОЭ (рисунок 1) со смещением током базы покоя. Для подачи смещения в цепь базы используется резистор Rб. Каскад питается от одного источника с напряжением Ек=-30. Заданы: постоянная составляющая тока базы I_б0=0,05мА; амплитуда переменной составляющей тока базы I_mб=0,075мА; сопротивление резистора нагрузки R_к=2500 максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором; Р_Кmax=0,42 (таблица 11). Диапазон частот усиливаемых колебаний fн  fв (таблица 12) [3].



Рисунок 1

Рисунок 1 Произвести графоаналитический расчет усилителя.

Для этого требуется:

а) построить линию РКmax;

б) по выходным характеристикам найти:

- постоянную составляющую тока коллектора Iк0;

- постоянную составляющую напряжения коллектор-эмиттер Uкэ0;

- амплитуду переменной составляющей тока коллектора Imк;

- выходную мощность Рвых;

- амплитуду выходного напряжения UmR = Umкэ;

- коэффициент усиления по току КI ;

- полную потребляемую мощность в коллекторной цепи Р0;

Проверить, не превышает ли мощность Рк0, выделяемая на коллекторе в режиме покоя, максимально допустимую мощность РКmax;

в) с помощью входных характеристик определить:

- напряжение смещения Uбэ0;

- амплитуду входного сигнала Umбэ;

- входную мощность Рвх;8

- коэффициент усиления по напряжению КU и по мощности КP,

- входное сопротивление каскада Rвх;

- сопротивление резистора Rб;

- емкость разделительного конденсатора СР;

г) для рабочей точки усилителя найти параметры h21э, h22э, Rвых = 1/ h22э, h11э, и аналитически рассчитать величины КI, КU, КР, Rвх [4,5]

Таблица 1

Последняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	6
VT	КТ501А
Ек,В	30
Iб0,мА	0,05
Imб,мА	0,075
Rк,кОм	2,5
Pkmax,Вт	0,42

Таблица 2

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	8
fн,Гц	130
fв,кГц	7

Решение.

Характеристики транзистора взяла из справочника, например для заданного КТ501А показаны на рисунках 2 и 3:


U_бmin

U_бmax

M

_N

I_б0

I_бmin

I_бmax

Рисунок 2
а) на семействе выходных характеристик (рисунок 2) строим линию максимально допустимой мощности, используя уравнение:

I_Kmax=Р_Кmax/U_кэ I_Kmax=0,42/U_КЭ.

Подставим значения U_КЭ, равные, например, 10; 20; 30; 40 В, получаем значения I_Kmax, равные 42; 21; 14; 10,5 мА соответственно (таблица 3).

Таблица 3

UКЭ(В)	10	20	30	40
IKmax(мА)	42	21	14	10,5

Построим по этим точкам линию Р_Кmaxна рисунке 3;

б) используя уравнение линии нагрузки I_к=(Е—U_кэ)/R_к, на семействе выходных характеристик строим линию нагрузки

• 
  при I_к= 0, U_кэ= Е = -30 В первая точка линии нагрузки:
  
• 
  при U_кэ= 0, I_к = Е/ R_к=30/2500 = 12 мА - вторая точка.
  

Соединяем их. Точка пересечения линии нагрузки характеристикой, соответствующей постоянной составляющей тока базы I_б0=0,05мА, определит рабочую точку. Ей будут соответствовать:

I_ко= 11мА, U_кэ0= -17,5 В.


Р_Кmax

U<sub>MKЭmax

В

Г</sub>

Д

Е

I_K0

I_Kmax

I_Kmin

U_MKЭmin

Рисунок 3

Амплитуду переменной составляющей тока коллектора определим как среднее значение:

^Imк =^(IКmax -^Iкmin)^/2;

I_mк= (1810^-3 - 410^-3) / 2 = 7 мА.

Амплитуда переменного напряжения на нагрузке:

U_mR= U_mкэ=I_mкR_к; U_mR= U_mкэ= 710^-3  2,510³ = 17,25 В.

Коэффициент усиления по току:

К_I=I_mк/I_mб; К_I= 710^-3 / 0,07510^-3 = 93,3

Выходная мощность:

Р_вых=0,5I_mкU_mR;

Р_вых= 0,5710^-3 17,25= 60,37510^-3 = 60,375 мВт

Полная потребляемая мощность в коллекторной цепи:

Р₀=Е_кI_к0; Р₀= 301110^-3 = 330 мВт.
Мощность, рассеиваемая на коллекторе постоянной составляющей

коллекторного тока:

Р_К0=I_К0U_КЭ0; Р_К0= 1110^-317,5 = 192,5 мВт; Р_Кmax= 0,42 Вт

Р_К0<Р_Кmax- следовательно, режим работы усилителя является допустимым

в) далее расчет ведем по семейству входных характеристик (рисунок 4.1). У транзисторов входные характеристики расположены близко друг от друга, поэтому в качестве рабочей входной характеристики можно принять одну из статических входных характеристик, соответствующую активному режиму, например, характеристику, снятую при U_КЭ= -10 В. Из графика находим, что |U_бэ0|= 0,675 В.

Амплитуда входного напряжения:

^Umбэ ^=(Uбэmax^–Uбэmin^)/2;

U_mбэ= (0,725– 0,65) /2 = 0,0375 В
Модуль коэффициента усиления по напряжению:

|К_U|=U_mкэ/U_mбэ, |К_U|= 17,25 / 0,0375 = 460
Коэффициент усиления по мощности:

К_Р=|К_IK_U|; K_P= 93,3460 = 42918
Входная мощность:

P_вх=0,5I_mбU_mб;Р_вх= 0,50,07510^-3 0,0375 = 1,4 мкВт
Входное сопротивление

R_вх=U_mбэ/I_mб; R_вх= 0,0375 / 0,07510^-3 = 500 Ом

Сопротивление резистора


R_б= (30-0,675) /0,0510^-3 =586,5 кОм

Емкость разделительного конденсатора С_ропределяется из условия


где _н– низшая рабочая частота

С_Р=10/(2f_нR_вх);С_Р=10 / (6,28130500) = 24,49мкФ

г) рассчитаем h-параметры в рабочей точке при U_КЭ=10 Ви

I_к0= 11мА

h_21э=  =

-по точкам Ви Гна рисунке 3 определим:

h_21э=
-по точкам Dи Eопределим

h_22э=
h_22э=






параметр h_11э= ;

-по точкам Ми Nна рисунке 3 определим:
h_11э=
Крутизна характеристики транзистора




S= h _21э= = 186,6мА/В
С помощью найденных параметров определим искомые значения по

приближенным формулам. Коэффициент усиления по току К_I h_21э = 93,3; точнее:

К_I= = = 92,8
что сходится с результатом графо - аналитического расчета.
Входное сопротивление R_вх h_11э 500 Ом. Коэффициент усиления по напряжению:
К_U  = - 466; точнее, К_U= = - 464.
Коэффициент усиления по мощности:

K_P=|K_IK_U|= 93,3  466= 43477

Вывод

Выполнила расчетно-графическую работу. В данной работе произвела графоаналитический расчет усилителя, характеристику транзистора взяла из справочника, например для заданного КТ501А построила выходную и входную вах, построила линию Р_Кmax.

Затем проверила не превышает ли мощность Р_К0= 192,5мВт, выделяемая на коллекторе в режиме покоя, максимально допустимую мощность Р_Кmax= 0,42 Вт_., Р_К0<Р_Кmax- следовательно, режим работы усилителя является допустимым.

С помощью найденных параметров определила искомые значения по приближенным формулам. Входное сопротивление совпали R_{вх =} h_{11э =} 500 Ом. Коэффициент усиления по току К_I h_21э =93,3, что приблизительно сходится.