Основы радиоэлектроники и схемотехники

скачать (11698.3 kb.)

1   2
Расчет каскада с ОК

Решение

1. Вычисляем максимально возможное значение амплитуды тока нагрузки, соответствующее идеальному согласованию, когда Uвых = Eг:

2. Выбираем рабочую точку БТ:
Iэ = 1,3Iн = 1,35,3 = 6,89 (мА)

Uкэ = Uэ = IэRэ = Uип/2 = 15/2 = 7,5 (В)
3. Сопротивление резистора Rэ находим по формуле:
Rэ = Uэ/Iэ = 7,5/0,00689 =1088 (Ом),
Выберем из ряда с отклонением 5% реальное сопротивление резистора Rэ, ближайшим к рассчитанным значениям сопротивления обладает резистор с номиналом 1,1 кОм

4. Определим ток базы
Iб = Iэ/ h21э
Определим по справочнику коэффициент передачи по току для транзистора КТ3102А, h21э = 200…500. Пусть h21э = 300, тогда
Iб = 0,00689/300 23 (мкА)
5. Определим потенциал базы транзистора:
Uб = Uбэ + Uэ,
где напряжение база – эмиттер в рабочей точке для кремниевого транзистора можно принять Uбэ = 0,6 В.
Uб = 0,6 + 7,5 =8,1 (В)
6. Для обеспечения работоспособности схемы стабилизации задаемся током делителя напряжения, образованного резисторами R1 и R2, в десять раз больше, чем ток базы:
Iд = 10Iб = 102310-6 = 0,23 (мА)
7. Находим сопротивления R1 и R2:
R1 = (Uип-Uб)/(Iд + Iб) = (15 – 8,1)/(23010-6 + 2310-6) = 27272 (Ом)

R2 = Uб/Iд = 8,1/27010-6 = 30000 (Ом)

Выберем из ряда с отклонением 5% реальные сопротивления резисторов R1 и R2, ближайшими к рассчитанным значениям сопротивлениями обладают резисторы с номиналами 27 кОм и 30 кОм соответственно.

8. Определим емкости конденсаторов при выполнении которых значение коэффициента усиления по напряжению на нижней граничной частоте fн = 20 Гц:



где Rвх - входное сопротивление каскада включенного по схеме с ОК;

Rвых – выходное сопротивление каскада включенного по схеме с ОК.








Rвых = 17 (Ом)


где - входное сопротивление транзистора





Выберем из ряда с отклонением 20% реальную емкость конденсатора C1, ближайшим большую сторону к рассчитанному значению емкости имеет конденсатор с номиналом 6,8 мкФ.

Выберем из ряда с отклонением 20% реальную емкость конденсатора C2, ближайшим в большую сторону к рассчитанному значению емкости имеет конденсатор с номиналом 22 мкФ.

9. Рассчитаем коэффициент усиления каскада по току:

10. Рассчитаем коэффициент усиления каскада по напряжению:

13. Определим нижние граничные частоты при выбранных емкостях C1, C2 и Сэ:




14. Определим коэффициенты частотных искажений, обусловленных фильтрами, на частоте f=20Гц:
, где n = 1, 2, 3

Мн1 = 1,41

Мн2 = 1,35
15. Определим верхние граничные частоты:

Ск справочные данные емкости перехода транзистора равная 6 пФ:





16. Определим коэффициенты частотных искажений на частоте f = 20 кГц:
, где n = 1, 2, 3

Мв1 = 1,000003

Мв2 = 1,00002

Мв3 = 1,000002
Задание 3

Решение:

1. По заданным Uип и Uвыхmax определим Rк
Uип экв = UипRн /(Rк + Rн ),

Rк экв = RкRн /(Rк + Rн ).

Uвыхmax = Uип экв - Iкб0 Rк экв
Поскольку ток Iкб0 = 0,05 мкА (см. приложение 3), то выразив Rк из формул имеем:

Выберем из ряда с отклонением 5% реальное сопротивление резистора Rк, ближайшим к рассчитанному значению сопротивления обладает резистор с номиналом 2,0 кОм.

2. По известному Rк определим Uип экв и Rк экв
Uип экв = UипRн /(Rк + Rн ) = 158200/(2000+8200) = 12,06 (В),

Rк экв = RкRн /(Rк + Rн) = 20008200/(2000+8200) = 1608 (Ом).
3. На семействе выходных ВАХ БТ построим нагрузочную прямую, описываемую уравнением
Iк(Uкэ) = (Uип экв – Uкэ) Rк экв

По координатам точек пересечения нагрузочной прямой с выходными характеристиками, соответствующими токам базы Iб = Iб';Iб'';…, определяются значения напряжения коллектор – эмиттер, которое является выходным Uкэ = Uвых . Далее по входной характеристике БТ Iб = f (Uбэ) при Uкэ > 0 для тех же значений тока базы находятся соответствующие напряжения база-эмиттер Uбэ = Uбэ';Uбэ'';… .

Входное напряжение рассчитывается согласно выражению


По известным U0вых, U1вых и U0пор, U1пор построим передаточную характеристику

4. Определим значения тока коллектора и базы Iкн, Iбн, соответствующие режиму насыщения, а также значение тока базы Iбm при максимальном значении входного напряжения Uвхm.

Iкн = (Uипэкв – U0вых)/Rкэкв = (12,06 - 0,32)/1608 = 7,3 (мА)

Iбн = (Uипэкв - U0вых)/(Rкэквh21э) = (12,06 – 0,32)/3001608 = 24 (мкА)

S = Iбm/Iбн

Iбm = SIбн = 224 = 48 (мкА)

Uвхm = 1,1 U1пор = 1,19 = 9,9 (В)

выпрямитель каскад коллектор резистор

5. Определим сопротивление резистора R1:
R1 = (U1пор - U0пор)/Iбm = (9-2)/0,000048 = 145833 (Ом)
Выберем из ряда с отклонением 5% реальное сопротивление резистора R1, ближайшим к рассчитанному значению сопротивления обладает резистор с номиналом 150 кОм.

6. Определим сопротивление R2
U0пор = (Uбэпор(R1+R2)+UсмR1)/R2
Выразим R2 и приняв Uбэпор = 0,6 В имеем:
R2 = (Uбэпор+Uсм)R1/(U0пор-Uбэпор) = (0,6+4)150000/(2-0,6) = 492857 (Ом)
Выберем из ряда с отклонением 5% реальное сопротивление резистора R2, ближайшим к рассчитанному значению сопротивления обладает резистор с номиналом 510 кОм.

7. Рассчитаем быстродействие транзисторного ключа:
tвкл = вклln(S/(S-1))

где вкл – постоянная времени включения, определяемая выражениями
вкл = h21э + к

h21э = 1/(2fh21э) = 1/(2 100106) = 1,6 (нс)

к = (Cк + Cн )Rкэкв = (610-12 + 0,110-9)1608 = 0,17 (мкс)

вкл = 1,610-9 + 0,1710-6 = 0,172 (мкс)

tвкл = 0,172ln(2) = 0,12 (мкс)

tзад выкл = (h21э/2)ln((Iб+Iбобр)/(Iбн+Iбобр))

Iбобр = Uсм/R2 = 4/510000 = 7,8 (мкА)

Iб = Iкбm = 48 (мкА)

tзад выкл = 0,810-9ln((48+7,8)/(24+7,8)) = 0,45 (нс)

tсп = h21эln(1+Iбн/Iбобр) = 1,610-9ln(1+24/7,8) = 2,25 (нс)

tнрU = 2,3к = 2,30,17 = 0,391 (мкс)

.ru

1   2

Расчет каскада с ОК



Рефераты Практические задания Лекции
Учебный контент

© ref.rushkolnik.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации