Міністерство освіти та науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Розрахункова робота№1
з навчальної дисципліни "Електроніка та мікросхемотехніка"
Варіант:1, 1, 37
Львів 20111. Розрахунок транзисторного каскаду підсилення в схемі зі спільним емітером
1.1. Розрахунок транзисторного каскаду в схемі зі спільним емітером за постійним струмом
Завдання:1
Таблиця 1
№
вар.
PН
(Вт)
RН
(кОм)
Uвих.m
(В)
МН
(дб)
fН
(Гц)
fВ
(кГц)
RГ
(кОм)
TОС
(оС)
37
-
4
12
3,5
80
40
2
+ 5 ( + 55
Рис.1. Схема транзисторного каскаду в схемі зі спільним емітером
Визначаємо амплітудне значення струму в навантаженні:
;
Задаємося значенням струму колектора транзистора в режимі спокою:
;
Приймаємо номінальне значення струму спокою колектора транзистора .
Знаходимо мінімальне значення напруги між колектором і емітером транзистора:
де – напруга насичення транзистора, яка залежить від значення колекторного струму і матеріалу з якого виготовлений транзистор. Переважно напруга насичення для малопотужного транзистора складає ,отже приймаємо, що , а .
Задаємося спадом напруги на емітерному резисторі і записуємо вираз для значення напруги живлення підсилювального каскаду:
Звідси отримуємо формулу для напруги живлення підсилювального каскаду:
;
(значення напруги живлення приймаємо виходячи з нормалізованого ряду: 5В, 6В, 9В, 10В, 12В, 15В, 18В, 20В, 24В, 27В, 30В, 36В, 40 В, 50В, 60В, …, 100В).
Розраховуємо значення емітерного резистора:
;
(так, як номінальні значення розрахованих резисторів, переважно, вибираємо згідно з нормалізованого ряду Е24 з допуском ).
Розраховуємо значення колекторного резистора:
;
Визначаємо струм бази транзистора в режимі спокою:
,
(так, як ми обрали кремнієвий транзистор КТ-503, то ).
Задаємося струмом базового подільника напруги і розраховуємо значення опорів резисторів і :
, , ,
( - значення відповідних параметрів кремнієвого транзистора КТ-503 при мінімальній температурі оточуючого середовища).
Визначаємо еквівалентний опір базового подільника напруги:
Розраховуємо значення коефіцієнта температурної нестабільності:
;
Розраховуємо значення приросту некерованого струму колектора при зміні температури в заданому діапазоні .
Для кремнієвих транзисторів:
,
де – значення некерованого струму колектора транзистора при певній температурі Т0 (переважно ця температура складає 20о С або 25оС).
Розраховуємо значення приросту струму колектора від зміщення вхідної характеристики транзистора при зміні температури оточуючого середовища в заданому діапазоні:
;
де – температурний коефіцієнт зміщення вхідної характеристики транзистора, який для германієвих і кремнієвих транзисторів приблизно дорівнює – 2 (мВ/ oC).
Розраховуємо значення приросту струму колектора від зміни коефіцієнта підсилення транзистора за струмом в схемі з спільною базою при зміні температури оточуючого середовища на :
,
де – температурний коефіцієнт відносної зміни коефіцієнта підсилення транзистора за струмом в схемі з спільною базою, який для малопотужних транзисторів складає 2·10-4 (1/oC).
Сумарний приріст колекторного струму при зміні температури від дії дестабілізуючих факторів при ідеальній термостабілізації:
;
Реальний приріст колекторного струму в режимі спокою при зміні температури від дії дестабілізуючих факторів для заданої схеми термостабілізації:
;
Цей приріст струму не повинен перевищувати допустимого значення, що дозволяє забезпечити необхідний діапазон вихідної напруги і струму каскаду на навантажені при зміні температури оточуючого середовища в заданому діапазоні.
Розрахунок транзисторного каскаду в схемі з спільним емітером за змінним струмом
Визначаємо дифузійний опір емітерного переходу транзистора для змінного струму:
де – температурний потенціал (при Тос=20оС ).
Дифузійний опір бази :
Визначаємо загальний опір бази транзистора:
...