Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: ЭЛЕКТРОНИКА

тема: РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Вариант 10

Часть 1.

[pic 1]

Рисунок 1. Схема усилительного каскада.[pic 2]

Рисунок 2. Выходные характеристики транзистора КТ312Б.

[pic 3]

Рисунок 3. Входные характеристики транзистора КТ312Б.

Дано:

[pic 4]

Найти: 𝑅к, 𝑅1, 𝑅2, 𝑅э, 𝑆, ∆𝐼к

Информация о рядах Е24:

[pic 5]

Решение:

Выберем режим работы транзистора. Пусть это будет режим работы класса А. Выберем рабочую точку "А" транзистора с параметрами UкэА=5 В, IкэА=20 мА. Проводим нагрузочную прямую через точку "А" и через точку с координатами Uкэ=Ек=25 В, Iкэ=0 до пересечения с осью тока. По нагрузочной характеристике находим максимальное значение тока насыщения транзистора. Для рассматриваемого случая оно равно Iкн=25 мА. Зная ток насыщения транзистора, можем теперь найти величину резистора в цепи коллектора Rк:

[pic 6]

Из стандартного ряда сопротивлений выберем ближайший номинал: 𝑅к= 1,0 кОм

По выходной характеристике транзистора определяем ток базы в точке "А"

IбА= 0,43 мА

По входной характеристике находим значение напряжения на базе в точке "А" UбэА=0,465 В

Чтобы найти ток эмиттера воспользуемся формулой:

𝐼эА = 𝐼кА + 𝐼бА

𝐼эА = 20 + 0,43 = 20,43 мА

Составим уравнения равновесия напряжений по второму правилу Кирхгофа для цепи эмиттер коллектор:       𝐸к = 𝐼к ∙ 𝑅к + 𝑈кэ + 𝐼эА ∙ 𝑅э

Составляем два уравнение по правилу Кирхгофа для входной цепи:

[pic 7]

Исходя из уравнений следует, что:

𝑈𝑅2 = 𝐼2 ∙ 𝑅2 = 𝑈бэА + 𝑈𝑅э = 𝑈бэА + 𝐼эА ∙ 𝑅Э

Сопротивление 𝑅э осуществляет отрицательную обратную связь по току (ООС). Падение напряжения на нем должно быть небольшим, поэтому обычно из практических соображений выбирают 𝑈𝑅э ≈ (0,1÷0,3)Ек. Возьмем в нашем случае 𝑈𝑅э = 0,1𝐸к, тогда из этого условия можно найти значение сопротивления в цепи эмиттера:

[pic 8]

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем ближайший номинал: 𝑅э = 130 Ом

Теперь рассчитаем падение напряжения на эмиттерном сопротивлении:

𝑈𝑅э = 𝐼эА ∙ 𝑅Э = 20,43 ∙ 10−3 ∙ 130 = 2,66 В

После рассчитаем 𝑈𝑅2:

𝑈𝑅2 = 𝑈𝑅э + 𝑈бэ = 2,66 + 0,465 = 3,125 В

Рассчитаем сопротивление 𝑅2, для этого найдём токи 𝐼1 и 𝐼2:

𝐼1 = 5 ∙ 𝐼бА = 5 ∙ 0,43 ∙ 10−3 = 2,15 мА

𝐼2 = 𝐼1 − 𝐼бА = 2,15 ∙ 10−3 − 0,43 ∙ 10−3 = 1,72 мА

Теперь рассчитываем величину резистора:

[pic 9]

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем ближайший номинал: 𝑅2 = 2,0 кОм

Затем рассчитаем величину резистора, для входной цепи

[pic 10]

Выберем номинал из стандартного ряда сопротивлений: 𝑅1 = 11 кОм