Проработка принципиальной электрической схемы усилителя

 Содержание:

Введение        …………………………………………………………………3

 Проработка принципиальной электрической схемы усилителя        …….3

1.Расчет требуемых характеристик источника питания……….......... 3

2. Расчёт и выбор всех элементов схемы……………………………...4

3. Расчёт КПД схемы         …………………………………………………...8

4. Оценка нелинейности схемы        ………………………………………...9

5. Расчёт частотных характеристик усилителя……………………....11

Заключение        ……………………………………………………………..12

Список литературы        ………………………………………………...…..1

2

Введение.

        Необходимо рассчитать двухкаскадный усилитель на полевых транзисторах с изолированным затвором и встроенным каналом. Первый каскад – «общий исток» (ОИ), второй каскад – «общий сток» (ОС).

Усилитель должен соответствовать указанным техническим требованиям.

        Технические требования

• входное сопротивление, МОм, не менее        2
• коэффициент усиления        10
• максимальная амплитуда выходного напряжения, В        5
• выходное сопротивление, Ом, не более        150
• рабочая полоса частот, Гц        1 – 25 000

Проработка принципиальной электрической схемы усилителя.

Рис. 1. Принципиальная схема усилителя.

Схема представлена последовательным включением двух усилительных каскадов. Первый каскад построен на полевом транзисторе (ПТ) с изолированным затвором и встроенным каналом по схеме «общий исток». Его назначение состоит в усилении сигнала до требуемого уровня. Второй каскад, построенный на ПТ с изолированным затвором и встроенном каналом, включённый по схеме «общий сток» (истоковый повторитель) не усиливает сигнал, однако обеспечивает согласование выхода усилителя со входом нагрузки.

Усиление сигнала по напряжению обеспечивается первым каскадом усилителя – каскадом с ОИ.

Резисторы обеспечивают требуемый режим работы транзисторов. Конденсаторы С1, С2 и С3 – разделительные, они обеспечивают развязку источника сигнала, усилителя и нагрузки по постоянному току.

1.Расчет требуемых характеристик источника питания

        Выходной каскад

Выходной каскад усилителя построен на ПТ с изолированным затвором и встроенным каналом по схеме «общий сток» (ОС). Эту схему включения также называют истоковым повторителем, т.к. сигнал на выходе, снимаемый с истока, повторяет форму и амплитуду входного сигнала. Причина этого в том, что коэффициент передачи по напряжению схемы с ОС всегда меньше единицы, но очень близок к ней. Достоинством данной схемы является низкое входное сопротивление и высокое выходное сопротивление, поэтому она используется в качестве буфера для согласования выхода усилителя со входом нагрузки.

Выходное сопротивление усилителя Rвых = 150 Ом  (в соответствии с заданием).

Сопротивление истока: RИ =20Rвых; RИ= 20*150 = 3000 Ом

Найдём ток покоя стока:

;[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

Принимаем .[pic 4]

Оценим Uпит:

[pic 5]

[pic 6]

Uпит[pic 7]

Принимаем Uпит=15 В.

rвхvt2 принимаем равным ∞.

2.Расчёт и выбор всех элементов схемы

Выходной каскад построен на транзисторе 2П305А.

Параметры транзистора 2П305А:

• Напряжение затвор-исток при Uси = 10В, Iс = 5мА, В           0.2
• Напряжение отсечки при Uси = 10В, Iс = 0.01мА, В        6

Из формулы  выразим Iснач:[pic 8]

;[pic 9]

;[pic 10]

;[pic 11]

Вычислим  по формуле ;[pic 12][pic 13]

;[pic 14]

.331 В;[pic 15]