2. Розрахунок вхідного емітерного повторювача
Вихідні дані для розрахунку емітерного повторювача:
- амплітуда напруги джерела сигналу UДЖ = 15 мВ;
- амплітуда вихідної напруги UН = 10 мВ;
- опір джерела RДЖ = 10 кОм;
- нижня робоча частота FH = 10 Гц;
- верхня робоча частота FB = 100 кГц;
- опір навантаження RH = 1 кОм;
- ємність навантаження СН = 100 пФ;
- допустимі частотні спотворення на нижній граничній частоті МНДБ = 3 дБ;
- допустимі частотні спотворення на верхній граничній частоті МВДБ = 3 дБ;
Принципова схема вхідного емітерного повторювача наведена на рис. 2.1.
EMBED Visio.Drawing.11
Рис.2.1. Схема емітерного повторювача
Методика розрахунку каскаду
1. Розраховують амплітуду струму, яку повинен забезпечити каскад в навантаженні:
EMBED Equation.3 , (2.1)
або
EMBED Equation.3 . (2.2)
2. Вибирають струм спокою транзистора ІК0 з умови:
ІK0 = (2...3) EMBED Equation.3 . (2.3)
Якщо внаслідок розрахунку ІK0<1 мА, то слід вибирати ІK0=1 мА, щоб транзистор не працював у мікрорежимі, коли значно зменшується коефіцієнт підсилення транзистора за струмом. Якщо вибрано мікрорежим, то необхідно враховувати зменшення коефіцієнта підсилення за струмом h21E у відповідності з довідковими даними на транзистор. При відсутності таких даних зменшення h21E становить 2,5...4 рази при зменшенні струму колектора транзистора по відношенню до струму колектора транзистора, рівного 1 мА, 10 разів. Аналітично розрахувати значення коефіцієнту підсилення транзистора за струмом в мікрорежимі h21ЕМ можна за допомогою виразу:
EMBED Equation.3 , (2.4)
де ІK0 = 1 мА, ІK0М – вибране значення струму колектора в мікрорежимі.
Розраховують напругу живлення підсилювача:
EMBED Equation.3
і вибирають її зі стандартного ряду 6 В, 9 В, 12 В, 15 В, 18 В, 24 В, 27 В, 36 В, 45 В.
3. Розраховують номінальне значення опору резистора RЕ з умови, що спад напруги на транзисторі і резисторі в статичному режимі є рівними:
EMBED Equation.3 . (2.5)
Значення опору резистора вибирають із стандартного ряду Е24 (див. Додаток 6), Типи використовуваних постійних резисторів С2-23, С2-33, змінних – СП3-29. Потужність, яка розсіюється резистором PR, розраховують у відповідності з виразом:
PR = IR2 R (2.6)
або
PR = UR2 / R. (2.7)
де IR – струм, який протікає через резистор, UR – спад напруги на резисторі, R - опір резистора. З метою усунення перегріву елементів схеми номінальну потужність розсіювання резистора вибирають не менше, ніж з двократним запасом.
4. Розраховують струм бази транзистора, який забезпечує режим роботи каскаду:
EMBED Equation.3 . (2.8)
Розрахунок каскаду можна проводити з використанням транзистора з мінімальним коефіцієнтом підсилення за струмом або з середньостатистичним. У першому випадку
EMBED Equation.3 , (2.9)
у другому випадку
EMBED Equation.3 . (2.10)
5. Визначають струм дільника базового зміщення:
EMBED Equation.3 . (2.11)
6. Розраховують номінальне значення опорів резисторів дільника базового зміщення:
EMBED Equation.3 , (62.12)
EMBED Equation.3 , (2.13)
EMBED Equation.3 . (2.14)
7. Розраховують вхідний опір транзистора емітерного повторювача та вхідний опір каскаду:
EMBED Equation.3 ,
де
EMBED Equation.3 ,
EMBED Equation.3 .
EMBED Equation.3 .
8. Перевіряють, чи виконується умова:
EMBED Equation.3 . (2.15)
Якщо умова не виконується, то необхідно вибрати транзистор з більшим коефіцієнтом підсилення за струмом h21E.
Якщо загальний коефіцієнт підсилення наступних каскадів є таким, що сумарний коефіцієнт підсилення значно перевищує необхідний, то можна залишити вибраний транзистор, врахувавши втрати підсилення в першому каскаді.
9. Розраховують коефіцієнт підсилення каскаду за напругою:
EMBED Equation.3 . (2.16)
10. Визначають вихідний опір каскаду:
EMBED Equation.3 . (2.17)
11. Розраховують верхню граничну частоту підсилення каскаду:
...
