62668 (Параметры транзисторов)

Задание 1

Рассчитать параметры элементов усилителя на биполярном транзисторе (БТ). Схема усилителя приведена на рис.1.

Построить графики:

• напряжения на выходе ненагруженного источника сигнала;

• напряжений в точках 1, 2, 3, 4, 5 при подаче на вход усилителя напряжения источника сигнала и наличии напряжения питания;

• напряжения U_КЭ.

Привести основные параметры применяемого БТ.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.

Тип транзистора определяется по первой букве фамилии студента (табл. 2).

Рис.1 – Принципиальная схема усилительного каскада

Исходные данные для расчета

Наименование параметра	Единица измерения	Формула для расчета параметра
Напряжение источника сигнала	мВ	Еи=(mn+40)/20
Внутреннее сопротивление источника сигнала	Ом	Rн=(120-mn)·5
Нижняя граничная частота усиливаемых сигналов	Гц	fН=(mn+100)·2
Верхняя граничная частота усиливаемых сигналов	Гц	fВ=(mn+100)·50
Величина нагрузки	кОм	Rн=m+10
Емкость монтажа	пФ	См=(150-mn)/20

Приложение 1. Параметры транзисторов

Параметр	Единица измере-ния	Тип транзистора
		КТ355А	КТ343A	КТ347А	КТ201А	КТ312В	КТ361Б
Iкб0	мкА	0.5	1	1	1	10	1
h21e	-	80…300	>30	30…400	20…60	10…100	50…300
fгр	МГц	1500	300	500	10	80	250
Ске	пФ	2	6	6	20	5	9
Uкб max	В	15	17	15	20	15	25
Uке max	В	15	17	15	20	15	25
Iк max	мА	60	50	50	20	30	50
Pmax	мВт	225	150	150	150	225	150
Tmax	оС	-55	-10	-40	-60	-40	-60
Tmin	оС	+125	+150	+85	+125	+85	+100
Тип перехода	-	n-p-n	p-n-p	p-n-p	n-p-n	n-p-n	p-n-p

В

Ом

Гц

Гц

Ом

Ф

1.Определяем напряжение питания усилителя.

Для заданного типа транзистора должно выполняться условие:

U_{КE max} > E.

U_{КE max=15 В}

В

2.На входной характеристике транзистора (при U_KE 0) определяем параметры рабочей точки I_БО, U_БЕ0 (режим покоя).

В

3.Определяем величину U_КЕ0:

U_КЕ0 = (0.4 … 0.5)Е.

4.На выходных характеристиках транзистора определяем параметр рабочей точки I_K0.

5.По полученным значениям Е, I_K0, U_КЕ0 строим динамическую характеристику транзистора.

6.Находим величину сопротивления R_К:

R_К=0.4Е/ I_K0.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R_K, равна

.

7.Определяем величину сопротивления R_Е в цепи термостабилизации.

Находим падение напряжения на резисторе R_Е:

U_Re=E-U_KE0-0.4E.

Далее определяем величину резистора R_Е

R_Е= U_Re / I_K0.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R_Е, равна

.

Мощность, рассеиваемая на резисторе R_Е, равна

.

По результатам расчетов выбираем стандартные значения и тип резисторов R_K и R_E.

8.Находим емкость конденсатора С_Е:

(мкФ).

9.Находим входное сопротивление переменному току транзистора (в точке покоя по входной характеристике).

.

10.Определяем элементы делителя напряжения в цепи базы R1 и R2.

Выбираем ток в цепи делителя из условия

I_Д=(4…5)I_Б0.

Определяем величины R1 и R2 по формулам:

Условие R2=(5…10)RBX выполняется

11.Находим величину напряжения на входе усилителя:

12.Определяем коэффициент усиления каскада по напряжению на средних частотах:

Эквивалентное выходное сопротивление каскада

и в децибелах

13.Находим величину напряжения выходного сигнала на средних частотах

14.Определяем величину разделительного конденсатора С2:

15.Рассчитываем коэффициент частотных искажений на верхних частотах диапазона:

где С_М – паразитная емкость монтажа, С_БЕ – емкость участка коллектор – эмиттер.

16. Находим минимальное значение коэффициента усиления каскада по мощности:

и в децибелах

Строим графики:

• напряжения на выходе ненагруженного источника сигнала;

• напряжений в точках 1, 2, 3, 4, 5 при подаче на вход усилителя напряжения источника сигнала и наличии напряжения питания;

• напряжения U_КЭ.

Задание 2

Рассчитать инвертирующий и неинвертирующий усилители на операционном усилителе (ОУ). Схема должна содержать цепи частотной коррекции и балансировки нуля.

Привести описание работы и основные параметры применяемой микросхемы.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.

Тип ОУ определяется первой буквой фамилии студента (табл. 3).

Таблица 3

Первая буква фамилии	А-Г	Д-И	К-Н	О-С	Т-Ц	Ч-Я
Тип ОУ	К140УД7	К140УД8	К544УД2	К153УД5	К574УД1	К153УД1

Приложение 3. Параметры операционных усилителей

Параметр	Единица измере-ния	Тип микросхемы
		К140УД7	К140УД8	К140УД12	К544УД2	К553УД2	К574УД1
А	-
	В	15	15	15	15	15	15
	мА	4	5	0.04	7	8.5	8
	мВ	9	50	5	30	7.5	50
RBX	МОм	0.4	1	50	1000	0.3	1000
RВЫХ	Ом	250	200	5000	200	300	200
IВХ	нА	400	0.2	11	0.5	1500	0.5
	нА	200	0.1	7	0.5	500	0.2
f1	МГц	0.8	1	0.3	15	1	10
V	B/мкс	0.3	2	0.8	20	0.5	50
КОС СФ	дБ	70	70	70	70	80	80
UСФ ВХ	В		10	12	10	10	30
	В	10.5	10	10	10	10	10
IВЫХ (RH)	мА (кОм)	(2)	(2)	10	(2)	(2)	5

Приложение 4. Схемы операционных усилителей