В.В. Дуркин - Схемотехника аналоговых электронных устройств (1267373), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Выбор типа биполярных транзисторов для выходного каскада и каскадов предварительного усиления осуществляется по трем основным параметрам: граничной частоте (
), максимально допустимому напряжению коллектор–эмиттер (
) и максимально допустимому току коллектора (
).
Для граничной частоты транзистора должно выполняться условие:
, (6.1)
где 
– заданное время установления усилителя.
Если условие (6.1) не выполняется, то построить на таком транзисторе каскад с нужным временем установления, скорее всего, не удастся.
Для максимально допустимого напряжения коллектор–эмиттер транзистора должно выполняться условие:
, (6.2)
где 
– коэффициент запаса; 
– амплитуда импульса напряжения на нагрузке; 
– минимальное напряжение коллектор–эмиттер.
Минимальное напряжение коллектор–эмиттер ( ) ограничивается напряжением насыщения транзистора. При работе каскада рабочая точка транзистора не должна заходить в область насыщения. В противном случае скоростные характеристики транзистора резко ухудшаются, и получить малое время установления каскада не удастся. При определении максимального напряжения коллектор–эмиттер (6.2) величину можно принять равной 2...5 В для низковольтных транзисторов (
) и 5...15 В для высоковольтных транзисторов (
).
Бо;´льшие величины 
(6.2) следует выбирать для мощных каскадов (
), а также для усилителей, работающих при высокой температуре окружающей среды (
).
Для выбора транзистора по максимально допустимому току коллектора необходимо определить величину импульса тока коллектора:
, (6.3)
где 
– импульс тока в нагрузке; 
– коэффициент, учитывающий наличие в каскаде активной коллекторной нагрузки 
. При выборе величины 
следует помнить, что большие значения импульса тока позволяют получить большее усиление и меньшее время установления каскада, но увеличивают мощность, рассеиваемую его элементами.
Величину импульса тока в нагрузке для активной нагрузки можно рассчитать по очевидной формуле:
. (6.4)
При работе каскада на емкостную нагрузку 
амплитуду импульса тока можно оценить по формуле:
, (6.5)
где 
– емкость коллекторного перехода транзистора. До выбора типа транзистора точное значение емкости неизвестно. Поэтому его можно принять равным 5...15 пФ для маломощных транзисторов (
), 100...150 пФ для транзисторов средней мощности (
) и 500...1000 пФ для мощных транзисторов (
).
Для максимально допустимого тока коллектора транзистора должно выполняться условие:
, (6.6)
где 
– коэффициент запаса; – амплитуда импульса тока в нагрузке.
Коэффициент запаса вводится с целью повышения надежности каскада. Бо;´льшие величины следует выбирать для мощных каскадов ( ), для каскадов с большим рабочим напряжением (
), а также для усилителей, работающих при высокой температуре окружающей среды (
).
При выборе транзистора по току вместо максимально допустимого тока коллектора ( ) в условии (6.6) можно использовать максимально допустимый импульсный ток коллектора (
). Это возможно, если скважность и длительность усиливаемых импульсов не выходят за рамки диапазона, разрешенного для данного транзистора.
При выборе транзисторов для каскадов усилителя следует избегать необоснованного использования мощных, высоковольтных и высокочастотных транзисторов. Такие транзисторы имеют большую стоимость, а также часто уступают по другим характеристикам менее мощным низкочастотным аналогам. Запас по напряжению, току и граничной частоте транзистора не должен быть слишком большим. Для мощных каскадов выбор транзистора можно считать приемлемым, если запас по напряжению, току и частоте на превышает двукратного. Для маломощных каскадов допустим больший запас по току и напряжению.
При прочих равных условиях следует отдавать предпочтение транзисторам с бо;´льшим коэффициентом передачи тока (
). Это позволяет увеличить коэффициент усиления каскадов и уменьшить их число. Кроме того, во внимание могут приниматься и другие параметры транзистора, например, величина коллекторной емкости. Меньшее значение позволяет повысить добротность каскада.
Выбор полевых транзисторов для усилительных каскадов осуществляется по трем параметрам: максимальной частоте усиления 
, максимальному току стока 
, максимальному напряжению сток–исток 
и практически не отличается от выбора биполярных транзисторов.
Следует отметить, что при выборе полевого транзистора для входного каскада по току и напряжению обычно проблем не возникает, так как амплитуды импульсов тока и напряжения во входном каскаде невелики. Как правило, входной каскад может быть реализован практически на любом маломощном транзисторе, подходящем по максимальной частоте усиления. При этом необходимо лишь обеспечить попадание рабочей точки в оптимальный для выбранного транзистора диапазон токов и напряжений.
В табл. 6 и 7 приведены условные обозначения основных параметров биполярных и полевых транзисторов. В табл. 8 и 9 представлены параметры ряда зарубежных биполярных и полевых транзисторов соответственно, которые можно использовать при выполнении курсового проекта. Списки транзисторов отсортированы в порядке убывания максимальной частоты усиления, максимального тока стока и максимального напряжения сток–исток.
Таблица 6
| Обозначение | Расшифровка обозначения |
| fТ | Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме |
| IК max | Максимальный ток коллектора |
| IК имп | Максимальный импульсный ток коллектора (скважность импульсов не менее 100, длительности импульсов не более 1 мс) |
| UКЭ max | Максимальное напряжение коллектор–эмиттер |
| PК max | Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе |
| rб | Распределенное сопротивление базы |
| |h21Э| | Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте |
| СК/UКЭ | Емкость коллекторного перехода при напряжении UКЭ |
| g11 | Входная проводимость в схеме с ОЭ на низкой частоте |
Окончание табл. 6
| Обозначение | Расшифровка обозначения |
| g21 | Проводимость прямой передачи в схеме с ОЭ на низкой частоте |
| g22 | Выходная проводимость в схеме с ОЭ на низкой частоте |
| h21 min | Минимальное значение статического коэффициента передачи тока базы в схеме с общим эмиттером |
| h21 max | Максимальное значение статического коэффициента передачи тока базы в схеме с общим эмиттером |
| IКБ0 | Обратный ток коллекторного перехода при температуре 25...60С |
| Rпк | Тепловое сопротивление переход–корпус |
| Rкс | Тепловое сопротивление корпус–среда |
| Tп max | Максимальная температура перехода |
Таблица 7
| Обозна- | Расшифровка обозначения |
| fmax | Максимальная частота усиления |
| IС max | Максимальный ток стока |
| UСИ max | Максимальное напряжение сток-исток |
| PС max | Максимальная рассеиваемая мощность |
| UЗИ max | Максимальное напряжение затвор-исток |
| Uотс | Напряжение отсечки |
| Iут. | Ток утечки затвора |
S | Средняя крутизна транзистора |
| Сзи | Емкость затвор–исток (входная емкость транзистора) |
| СЗС | Емкость затвор–сток (проходная емкость транзистора) |
| ССИ | Емкость сток–исток (выходная емкость транзистора) |
| RПС | Тепловое сопротивление переход–среда |
| Tп max | Максимальная температура перехода |
Таблица 8
Окончание табл. 8
* тип транзистора: N – n-p-n, P – p-n-p.
* * значения g-параметров транзисторов измерены при IК = 0.5, IК max и UКЭ = 0.5 UКЭ max.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
