28610-1 (689160), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

2. Постоянный ток коллектора А;

3. Постоянная рассеиваемая мощность коллектора Вт;

3.3.3 Расчёт эквивалентной схемы транзистора

Существует много разных моделей транзистора. В данной работе произведён расчёт моделей: схемы Джиаколетто и однонаправленной модели на ВЧ.

А) Расчёт схемы Джиакалетто:

Схема Джиакалетто представлена на рисунке 3.3.5.

Рисунок 3.3.5 Схема Джиакалетто.

Найдем при помощи постоянной времени цепи обратной связи сопротивление базового перехода по формуле:

(3.3.9)

При чём и доложны быть измерены при одном напряжении Uкэ. А так как справочные данные приведены при разных напряжниях, необходимо воспользоваться формулой, которая позволяет вычислить при любом значении напряжения Uкэ:

, (3.3.10)

в нашем случае:

Подставим полученное значение в формулу (3.3.9):

, тогда

Используя формулу (3.3.10), найдем значение коллекторной емкости в рабочей точке :

Найдем значения остальных элементов схемы:

, (3.3.11)

где

(3.3.12)

- сопротивление эмиттеного перехода транзистора. Тогда:

Емкость эмиттерного перехода:

Выходное сопротивление транзистора:

(3.3.13)

(3.3.14)

(3.3.15)

Б) Расчёт однонаправленной модели на ВЧ:

Схема однонаправленной модели на ВЧ представлена на рисунке 3.3.6. Описание этой модели можно найти в журнале [4].

Рисунок 3.3.6 Схема однонаправленной модели на ВЧ

Параметры эквивалентной схемы рассчитываются по приведённым ниже формулам.

Входная индуктивность:

, (3.3.16)

где -индуктивности выводов базы и эмиттера, которые берутся из справочных данных.

Входное сопротивление:

, (3.3.17)

Выходное сопротивление имеет такое же значение, как и в схеме Джиакалетто:

.

Выходная ёмкость- это значение ёмкости вычисленное в рабочей точке:

.

3.3.4 Расчёт цепей термостабилизации

При расчёте цепей термостабилизации нужно для начала выбрать вариант схемы. Существует несколько вариантов схем термостабилизации: пассивная коллекторная, активная коллекторная и эмиттерная. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования к термостабильности. В данной работе рассмотрены две схемы: эмиттерная и активная коллекторная стабилизации.

3.3.4.1 Эмиттерная термостабилизация

Эмиттерная стабилизация применяется в основном в маломощных каскадах, и получила наиболее широкое распространение. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 3.3.7. Произведём упрощённый расчёт этой схемы [2].

Рисунок 3.3.7 Принципиальная схема эмитерной термостабилизации

Расчёт производится по следующей схеме:

1.Выбираются напряжение эмиттера и ток делителя (см. рис. 3.4), а также напряжение питания ;

2. Затем рассчитываются .

Напряжение эмиттера выбирается равным порядка . Ток делителя выбирается равным , где - базовый ток транзистора и вычисляется по формуле:

(мА); (3.3.18)

Тогда:

А (3.3.19)

Учитывая то, что в коллекторной цепи отсутствует резистор, то напряжение питания рассчитывается по формуле: (В) ; (3.3.20)

Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:

Ом; (3.3.21)

(Ом); (3.3.22)

(Ом); (3.3.23)

Данная методика расчёта не учитывает напрямую заданный диапазон температур окружающей среды, однако, в диапазоне температур от 0 до 50 градусов для расчитанной подобным образом схемы, результирующий уход тока покоя транзистора, как правило, не превышает (10-15)%, то есть схема имеет вполне приемлимую стабилизацию [2].

3.3.4.2 Активная коллекторная термостабилизация

Активная коллекторная термостабилизация используется в мощных каскадах и является достаточно эффективной, её схема представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3.8 Схема активной коллекторной термостабилизации.

В качестве VT1 возьмём КТ814А. Выбираем падение напряжения на резисторе из условия (пусть В), тогда . Затем производим расчёт по формулам [6]:

; (3.3.24)

; (3.3.25)

; (3.3.26)

; (3.3.27)

, (3.3.28)

где - статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ транзистора КТ814;

; (3.3.29)

; (3.3.30)

. (3.3.31)

Получаем следующие значения:

(Ом);

(мА);

(В);

(А);

(А);

(Ом);

(кОм);

(Ом)

Величина индуктивности дросселя выбирается таким образом, чтобы переменная составляющая тока не заземлялась через источник питания, а величина блокировочной ёмкости - таким образом, чтобы коллектор транзистора VT1 по переменному току был заземлён.

Как было сказано выше, эмиттерную термостабилизацию в мощных каскадах применять “невыгодно” так как на резисторе, включённом в цепь эмиттера, расходуется большая мощность, поэтому в нашем случае необходимо выбрать активную коллекторную стабилизацию.

3.3.5 Расчёт корректирующих цепей

3.3.5.1 Расчёт выходной корректирующей цепи

Расчёт всех КЦ производится в соответствии с методикой описанной в [5]. Схема выходной корректирующей цепи представлена на рисунке 3.3.9.

Рисунок 3.3.9 Схема выходной корректирующей цепи

Найдём - выходное сопротивление транзистора нормированное относительно и :

(3.3.32)

.

Теперь, по таблице приведённой в [4], найдём ближайшее к рассчитанному значение и выберем соответствующие ему нормированные величины элементов КЦ: и , а также -коэффициент, определяющий величину ощущаемого сопротивления нагрузки и модуль коэффициента отражения .

Найдём истинные значения элементов по формулам:

; (3.3.33)

; (3.3.4)

. (3.3.35)

(нГн);

(пФ);

3.3.5.2 Расчёт межкаскадной КЦ

В данном усилителе имеются две МКЦ: между выходным и предоконечным каскадами и между предоконечным и входным каскадами. Это корректирующие цепи третьеого порядка. Цепь такого вида обеспечивает реализацию усилительного каскада с равномерной АЧХ и частотными искажениями лежащих в пределах допустимых отклонений [5].

Расчёт межкаскадной корректирующей цепи, находящейся между выходным и предоконечными каскадами:

Принципиальная схема МКЦ представлена на рисунке 3.3.10

Рисунок 3.3.10. Межкаскадная корректирующая цепь третьего порядка

При расчёте используются однонаправленные модели на ВЧ выходного и предоконечного транзисторов. Возникает задача: выбор предоконечного транзистора. Обычно его выбирают ориентировочно, и если полученные результаты будут удовлетворять его оставляют.

Для нашего случая возьмём транзистор КТ930А, который имеет следующие эквивалентные параметры [3]:

При расчёте будут использоваться коэффициенты: , , , значения которых берутся из таблицы [5] исходя из заданной неравномерности АЧХ. В нашем случае они соответственно равны: 2.31, 1.88, 1.67. Расчет заключается в нахождении нормированных значений: и подставлении их в соответствующие формулы, из которых находятся нормированные значения элементов и преобразуются в действительные значения.

Итак, произведём расчёт, используя следующие формулы:

, (3.3.36)

, (3.3.37)

= (3.3.38)

- нормированные значения , , .

Подставим исходные параметры и в результате получим:

Зная это, рассчитаем следующие коэффициенты:

;

;

;

получим:

Отсюда найдем нормированные значения , , и :

где ;

; (3.3.39)

; (3.3.40)

. (3.3.41)

При расчете получим:

и в результате:

(3.3.42)

Рассчитаем дополнительные параметры:

(3.3.43)

(3.3.44)

где S₂₁₀- коэффициент передачи оконечного каскада.

Для выравнивания АЧХ в области нижних частот используется резистор , рассчитываемый по формуле:

(3.3.45)

Найдем истинные значения остальных элементов по формулам:

, , , (3.3.46)

На этом расчёт выходного каскада закончен и можно приступить к предоконечному каскаду.

3.4 Расчёт предоконечного каскада

3.4.1Выбор рабочей точки

При расчёте режима предоконечного каскада условимся что питание всех каскадов осуществляется от одного источника напряжения с номинальным значением E_п. Так как E_п=U_к0, то соответственно U_к0 во всех каскадах берётся одинаковое то есть U_{к0(предоконечного к.)}=U_{к0(выходного к)}. Мощность, генерируемая предоконечным каскадом доложна быть в коэффициент усиления выходного каскада вместе с МКЦ(S₂₁₀) раз меньше, следовательно, и I_к0, будет во столько же раз меньше. Исходя из вышесказанного координаты рабочей точки примут следующие значения: U_к0= 15 В; I_ко=1.8/2.23= 0.8 А. Мощность, рассеиваемая на коллекторе P_к= U_к0 I_к0=12 Вт.

3.4.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора был произведён в пункте 3.3.5.2 его название КТ930А. Этот транзистор так же отвечает требованиям, приведенных в пункте 3.3.2. Его основные технические характеристики взяты из справочника [3] и приведены ниже.

Электрические параметры:

1. граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ МГц;

2. Постоянная времени цепи обратной связи пс ;

3. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ ;

Характеристики

Список файлов курсовой работы