125655 (690625), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

f_гр ≥ 80*552 = 4416 кГц; Р_{к мах} ≥ 5*45 = 225 мВт.

Параметры транзистора ГТ312А

Структура транзистора	n-p-n
Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ ƒгр, МГц	80
Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора P к max, мВт	225
Коэффициент передачи тока биполярного транзистора в режиме малого сигнала в схеме с ОЭ: h21э min	10
h21э max	10
Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор – эмиттер Uкэ mах, В	20
Максимально допустимый постоянный ток коллектора I k max, мA	30
Объемное сопротивление базы на высоких частотах rб', Oм	100

Из проведенных расчетов выбирается транзистор типа ГТ312А.

Определяется рабочая область характеристики транзистора. Для этого на выходных характеристиках транзистора строится характеристика максимально допустимой мощности рассеяния:

Iк1 = = = 45 мA

Iк2 = = 22,5 мA

Iк3 = = 15 мA

Iк4 = = 11,25 мA

Для построения этой характеристики задается значения U_кэ для транзистора ГТ312А от 5 В до 25 В.

На оси напряжений отмечаются эти значения и восстанавливаются перпендикуляры до пересечения с соответствующим каждому значению U_кэ току I_к. Затем полученные точки соединяются плавной линией, (Рис. 3.) далее проводятся линии, соответствующие U_{кэ мах} и U_ост. Значение U_ост определяется графически, для этого опускается на ось напряжений перпендикуляр из точки перегиба верхней вольт – амперной характеристики.

Определение рабочей области характеристик транзистора ГТ312А

Определяется напряжение покоя транзистора по максимально допустимому напряжению U_{кэ мах}:

U_ко ≤ = = 10,63 ≈ 11B;

Определяется мощность, отдаваемая транзистором с учетом заданного КПД трансформатора η_тр = 0,9:

Р'_~ = = = 50 мВт;

Определяется мощность рассеяния на коллекторе транзистора:

Р_ко = = = 138,9 мВт;

где η_А – максимальный КПД каскада в режиме А, принимается равным 0,4;

η_ос – коэффициент, учитывающий потери мощности сигнала в цепи обратной связи, принимается равным 0,9;

Ток покоя рассчитывается, исходя из мощности рассеяния на коллекторе транзистора:

I_ко = = = 12,6 мА;

На семействе выходных характеристик транзистора (Рис. 4.) отмечаются выбранные U_ко, I_ко и определяется соответствующей точке покоя ток базы I_бо (входной ток) Полученное значение I_бо отмечается на входной характеристике и определяется соответствующее ему напряжение смещения U_бо.

U_ко = 11 В;

I_ко = 12,6 мА

I_бо = 0,22 мА;

U_бо = 0,4 В;

Определяется амплитуда напряжения выходного сигнала:

U_кm ≤ U_ко - U_ост = 11 – 1,25 = 9,75 В;

Определяется амплитуда тока выходного сигнала:

I_кm = = = 10,26 мА;

Строится нагрузочная прямая переменного тока. Для этого на семействе выходных характеристик транзистора от координаты точки покоя на оси токов вниз откладывается амплитуда тока I_км, а от координаты точки покоя вправо – амплитуда напряжения U_км. Пересечением уравнений I_ко – I_км и U_ко + U_км определяется точка М. Через точку М и точку покоя проводим нагрузочную прямую переменного тока.

I_ко – I_кm = 12,6 – 10,26 = 2,34 мА;

U_ко + U_кm = 11 + 9.75 = 20,75 ≈ 21 В;

На семействе выходных характеристик транзистора отмечается точка N на нагрузочной прямой переменного тока, соответствующая пересечению уровня U_ост и нагрузочной прямой.

Определяется соответствующий точкам M и N входной ток. Точке М будет соответствовать минимальный входной ток I_бmin, а точке N – I_{б max} максимальный.

I_бmin = 0, 08 мА;

I_{б max} = 0,5 мА;

Определяется амплитуда тока входного сигнала:

I_бm = = = 0,23 мА;

Определяется мощность, отдаваемая транзистором в выбранном режиме:

Р_~ = = = 50,1 мВт;

Сравниваются полученная величина Р_~ с Р'_~. Условие соблюдается:

Р_~ ≥ Р'_~ = 50,1 мВт ≥ 50 мВт

На входной характеристике транзистора отмечаются токи I_{б max}, I_бо, I_бmin, и определяется соответствующие этим токам значения входного напряжения.

U_{бэ мах} = 0,6 В;

U_{бэ min} =0,38 В;

Определяется амплитуда напряжения входного сигнала:

U_бm = = = 0,14 В;

Определяется коэффициент усиления по напряжению:

К = = = 69,6 ≈ 70 раз;

Определяется входное сопротивление транзистора:

R_вх = = = 608 Ом;

Определяется сопротивление нагрузки выходной цепи:

R_{~ =} = = 950 Ом;

Определяется мощность, потребляемая выходной цепью транзистора от источника питания:

Р = I_ко * U_ко = 12,6 *11= 138,6 мВт;

Определяется фактический коэффициент полезного действия выходной цепи:

η_ф = = = 0,36;

Входная характеристика транзистора ГТ312А

Таблица 1

Nкаск	Uко3, В	Iко3, mА	Uбо3, В	Iбо3, mА	К3	Rвх 3, Ом	R~ 3, Ом	ηф
3	11	12,6	0,42	0,22	70	608	950	0,36

5. Расчет элементов схемы по постоянному току

Расчет начинается оконечного каскада. Для удовлетворительной стабилизации точки покоя в оконечном каскаде определяется ток делителя третьего каскада:

I_д3 = (5 ÷ 10) I_бо3 = 6 * 0,22 = 1,32 мА;

Напряжение на резисторе в цепи эмиттера третьего каскада составит:

U_R15 = (5÷10) U _бо3 = 6 * 0,42 =2,52 В;

Расчёт оконечного каскада по постоянному току

Определяется сопротивление резистора в цепи эмиттера третьего каскада:

R₁₅ = = = 196,6 ≈ 200 Ом;

Определяем мощность резистора в цепи эмиттера третьего каскада:

Р _R15= (I_ко3 + I_бо3)* U_R15= (12,6 + 0,22) * 2,52 = 32,3 мВт;

Определяется напряжение источника питания:

Е = U_R15 + U _ко3 + I_ко3* R₁₆ = 2,52 +11 +12,6 * 10 * 200= 16,04 ≈ 16 В;

где

R₁₆≈ (1/5) R_~ = 0,2 * 950 = 191 ≈ 200 Ом;

Напряжение на резисторе в цепи эмиттера третьего каскада:

U_R15 = (I_ко3 + I_бо3)_* R₁₅ = (12,6 *10^-3 + 0,22 * 10^-3) * 200 = 2,5 В;

Определяем мощность резистора в цепи эмиттера третьего каскада:

Р _R16 = I_ко3² *R ₁₆ = 12,6² * 200 = 31752 мВт ≈ 31,8 Вт;

Определяется сопротивление резисторов делителя смещения:

R₁₃ = = = 8592 Ом ≈ 9,1 кОм

Определяем мощность резистора в цепи эмиттера третьего каскада:

Р_R13 =(I_д3 + I_бо3)*(E–U_бо3–U_R15)=(1,32+0,22)*(16–0,42–2,5)=20,1 мВт;

Сопротивление на резисторе в цепи эмиттера третьего каскада:

R₁₄ = = = 2212 ≈2,2 кОм;

Определяем мощность резистора в цепи эмиттера третьего каскада:

Р _R14 = I_д3 * (U_бо3 + U_R15) = 1,32 * (0,42 + 2,52) = 3,9 мВт;

Прежде чем перейти к расчету каскадов предварительного усиления, наносятся заданные координаты точки покоя первого и второго каскадов предварительного усиления на выходные характеристики транзистора, определили U _бо, I_бо.

Таблица 2

Номер каскада	Uко1, В	Iко1, мА	Uбо1, В	Iбо1, мА
1	3	2	0,32	0,04
Номер каскада	Uко2, В	Iко2, мА	Uбо2, В	Iбо2, мА
2	4	3	0,36	0,05

Режим работы каскадов предварительного усиления определяется условием получения максимального усиления, а во входном каскаде – условием получения максимальной помехозащищенности.

Для расчета каскадов предварительного усиления задается напряжение на резисторах U_R6 = U_R11 = 1В.

Расчёт каскадов предварительного усиления по постоянному току

Ток делителя первого каскада составит:

I_{д 1} = (5 ÷ 10) I_{бо 1} = 5 * 0,04 = 0,2 мА;

Напряжение на резисторе в цепи эмиттера первого каскада составит:

U_R5 = (5 ÷ 10) U _{бо 1} = 5*0,32 = 1,6 В;

Определяем мощность резистора в цепи коллектора первого каскада:

Р _R5 = (I_{бо 1} + I_{ко 1}) * U_R5 = (0,04 + 2) * 1,6 = 3,3 мВт;

Определяется сопротивление резистора в цепи коллектора первого каскада:

R₅ = = =784 ≈ 820 Ом;

Определяется сопротивление резистора в цепи коллектора первого каскада:

Характеристики

Список файлов курсовой работы