2.1. Зобразити сімейство вихідних і вхідну (при Uке = 5B) характеристики заданого транзистора як показано на рис. 2.
2.2. На вихідних характеристиках нанести криву припустимої потужності Pk max, що розсіюється на колекторі, Pk max = UкеІк = const.
2.3. Вибрати значення напруги джерела живлення Eк у межах (0.7 - 0.9) Uk max. (Варто враховувати, що Eк =3Um вых і Eк = Uкео + Іко(Rк + Rе)). Цю величину надалі , після вибору Rк, Rе, і Um вих варто скорегувати.
2.4. З умови передачі максимальної потужності від джерела енергії до споживача (погоджений режим) вибрати Rк~ Rвых. т. однак на вихід підсилювача звичайно включається навантаження Rн < Rк тому рекомендується вибирати Rк = (0.3 - 1)Rвих. т. так щоб його величина лежала в діапазон Rк = (0.5 - 10) кОм.
2.5. Побудувати навантажувальну лінію підсилювального каскаду, відповідно до рівняння
Uке = Ек - ІкRк
Для цього використовувати дві крапки ("d" і "c") на вихідних характеристиках транзистора (мал. 2):
При цьому лінія навантаження повинна проходити лівіше і нижче припустимих значень Ukmax,
Іk max, і Pk max і забезпечити досить протяжну лінійну ділянку перехідної характеристики (див. рис. 2)
2.6. По крапках перетинання лінії навантаження з вихідними характеристиками побудувати перехідну характеристику транзистора Ік = f(Іб) (див. мал. 2)
2.7. На перехідній характеристиці транзистора (з урахуванням вхідної характеристики) вибрати лінійна ділянка "а - у", у діапазоні якого підсилювач підсилює без перекручування. На середині ділянки "а - у" нанести робочу крапку "А", що відповідає режиму роботи транзистора по постійному струмі.
2.8. По координатах робочої крапки "A" визначити струми і напруги транзистора в режимі спокою (по постійному струмі): Ібо, Іко, Uбео, Uкео.
3.0. Розрахунок підсилювального каскаду по перемінному струмі.
3.1. Визначити межі зміни амплітуд вхідного струму і напруги, вихідного струму і напруги в лінійному режимі роботи підсилювача. Знайти: Ібm, Ікm, Uбеm, Uкеm
(см. рис. 2)
3.2. Поруч із графіками вхідних і вихідних характеристик транзистора показати характер зміни струмів і напруг у часі у виді кривих:
іб = Ібо + Ібmsіnφt; uбэ = Uбео + Uбеmsіnφt;
ік = Іко + Ікmsіnφt; uкэ = Uкео + Uкеmsіnφt;
відповідним робочим ділянкам цих характеристик.
4.0. Розрахунок параметрів елементів підсилювача ЗЕ.
4.1. Розрахувати елементи ланцюга термостабілізації Rе і Се.
4.1.1. Збільшення Rе підвищує глибину негативного зворотного зв'язку у вхідному ланцюзі підсилювача (поліпшує термостабілізацію), з іншого боку, при цьому падає КПД підсилювача з - за додаткових утрат потужності на цьому опорі. Звичайновибирают величину спадання напруги на Rе порядку (0,1 - 0,3)Ек, що рівносильне виборові Rе = (0,05 - 0,15)Rк у погодженому режимі роботи транзистора. Використовуючи останнє співвідношення вибираємо величину Rе.
4.1.2. Для коллекторно - еміттерного ланцюга підсилювального каскаду у відповідності з другим законом Кирхгофа можна записати рівняння електричного стану по постійному струмі
Використовуючи це рівняння скорегувати обрані по п.п. 2.3 і 2.4 значення Ек або величину Rк.
4.13. Визначити ємність у ланцюзі емітера Се з умови Rе = (5 - 10)Хе, де Хе - ємнісний опір елемента Се. При цьому
мкФ, вибрав fн = 50 – 100 Гц.
4.1. Для виключення шунтуючого дії дільника R1, R2 на вхідний ланцюг транзистора задається опір Rб.
і струм дільника Ід = (2 - 5)Ібо, що підвищує температурну стабільність Uбо. Виходячи з цього визначити опору R1, і R2, Rб:
; ;
4.1. Визначити ємність розділового конденсатора з умови Rвх = (5 - 10)Хр, де Хр - ємнісний опір розділового конденсатора, Rвх - вхідний опір каскаду. При цьому
мкФ, а
4.1. Визначити параметри підсилювального каскаду.
4.2. Коефіцієнт підсилення каскаду по струму Kі
4.3. Вхідний опір каскаду Rвх
если то
4.4. Вихідний опір каскаду Rвих
4.5. Коефіцієнт підсилення по напрузі Kи
5.5. Коефіцієнт підсилення по потужності Kр
5.6. Корисну вихідну потужність каскаду
5.7. Повну потужність, що витрачається джерелом живлення
5.8. ККД каскаду
5.9. Коефіцієнт нестабільності каскаду S
, де
при цьому S < (2 -7).
5.10. Верхні і нижня граничні частоти визначаються зі співвідношення для коефіцієнта частотних перекручувань:
на нижній частоті ;
и верхній частоті .
Звичайно вибирається , тоді и ,
де
Ск – ємність колекторного перехода.
Висновок.
6.1. Пояснити призначення всіх елементів схеми підсилювального каскаду. Параметри елементів схеми вибираються на підставі всього комплексу розрахунків. За даними розрахунку вибрати стандартні резистори і конденсатори по довіднику. [1]
6.2. За результатами аналізу підсилювального каскаду дати рекомендації з застосуванню обраного типу транзистора, оцінивши його коефіцієнти підсилення, частотні властивості, вихідні напруги і потужність у лінійному режимі і ККД.
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА.
Основна література
1. В.І. Мілих „ Електроніка та електромеханіка. “ Навчальний посібник,
К: Каравела,2006р.376стор.
2. В.І. Мілих ,, Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка.” Навчальний посібник, К:Каравела,2008р.688стор.
3. П.Г.Стахів ,, Основи електроніки з елементами мікросхематехніки“. Підручник, Львів, 2007, 225стор.
4. П.Г.Стахів ,, Основи електроніки .“. Підручник, Львів, 2006, 208стор.
5. І.А.Петренко ,, Основи електротехніки з елементами електроніки. “ Навчальний посібник, К: Університет ,,Україна, 2006р.,307 стор.
6. А.А.Солдатов ,,Электротехника”. Сборник задач, Воздушный транспорт,1987г.277стор.
7. В.І.Бойко ,, Основи схемотехніки електронних систем “ Підручник, В.Школа, 2004р.,527стор.