Смекни!
smekni.com

Расчет усилителей на биполярных транзисторах (стр. 2 из 3)

Рис. 4

2.) Коэффициент передачи по току, измеряемый при коротком замыкании на выходе транзистора, используем входные характеристики транзистора (Рис.5)

Рис. 5

3.) Выходная проводимость, измеряемая при холостом ходе на входе транзистора, используем входные характеристики транзистора (Рис. 6)

Рис. 6

4.) Коэффициент обратной связи, измеряемый при холостом ходе на входе транзистора:

Для всех типов биполярных транзисторов и рабочих точек принято

(DIб , DIк ,DUбэ , DUкэ – приращения, взятые симметрично относительно рабочей точки О).

6. Определение величин эквивалентной схемы транзистора

Физическая малосигнальная высокочастотная эквивалентная схема биполярного транзистора (схема Джиколетто) представлена на рис. 3.

Рис. 7

1. Барьерная ёмкость коллекторного перехода;

2. Выходное сопротивление транзистора;

3. Сопротивление коллекторного перехода;

4. Сопротивление эмиттерного перехода для эмиттерного тока;

5. Сопротивление эмиттерного перехода для базового тока;

6. Распределение сопротивления базы;

Берем
= 100 Ом

7. Диффузионная ёмкость эмиттерного перехода;

7 нФ

8. Собственная постоянная времени транзистора;

9. Крутизна транзистора;

мА/В

7. Определение граничной и предельных частот биполярного транзистора

1. Граничная частота усиления транзистора в схеме с ОЭ:


2. Предельная частота в схеме с ОЭ:

3. Предельная частота транзистора по крутизне:

4. Максимальная частота генерации:

8. Определение сопротивления нагрузки транзистора по переменному

току

Сопротивление нагрузки по переменному току для биполярного транзистора рассчитывается по формуле:

Для построения нагрузочной прямой по переменному току воспользуемся двумя точками:

1.)

;

2.)

- точка покоя (т.О)

Нагрузочная прямая по переменному току приведена на рисунке 8 (прямая CD).

IБ=0,01 мА

Рис.8

9. Построение сквозной характеристики

Для построения сквозной характеристики воспользуемся нагрузочной прямой по переменному току и выходными характеристиками приведенными на рисунке 8. По точкам пересечения нагрузочной прямой по переменному току с выходными характеристиками строим сквозную характеристику Iк(Uбэ). Точки для построения проходной характеристики (зависимости Iк от Uбэ) представлены в таблице 1, а график зависимости на рисунке 9.

Таблица 1

Iк, мА 0,2 1,6 3,6 5,5 6,6 8,5 10,2 11,8 13,3
Uбэ, В 0,5 0,59 0,61 0,63 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68
Iб, мА 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08

10. Определение динамических параметров усилительного каскада

Динамические параметры усилительного каскада определяются для двух величин амплитуды входного сигнала Uвх: Uвхн и Uвхн/2.

B: Iб=0,01 Uбэ=0,59 Iк=1,5

D: Iб=0.0125 Uбэ=0,612 Iк=3,8

A: Iб=0,03 Uбэ=0,632 Iк=6,9

E: Iб=0,06 Uбэ=0,654 Iк=9,9

C: Iб=0,08 Uбэ=0,675 Iк=13,2

1) Коэффициент усиления по напряжению, Кu (отношение установившегося значения напряжения сигнала на выходе усилителя к напряжению сигнала на его входе) определим по формуле

,

где значение

берем на выходной характеристике вблизи рабочей точки;

1.1) для Uвхн:

,

где значение

с учетом обеих полуволн входного сигнала берем равным 2Uвхн; Ku<0, так как фаза равна π.

1.2.) для Uвхн/2:

,

где значение

с учетом обеих полуволн входного сигнала берем равным Uвхн; Ku<0, так как фаза равна π.

2.) Коэффициент усиления по току Кi (отношение установившегося значения тока сигнала в нагрузку к току сигнала на входе) определим по формуле

,

где значение

,
берем на выходных характеристиках вблизи рабочей точки (точки E и F на графике);

2.1) для Uвхн:

;

где значение

с учетом обеих полуволн входного сигнала берем равным 2Uвхн;

2.2.) для Uвхн/2:

;

где значение

с учетом обеих полуволн входного сигнала берем равным Uвхн;

3.) Коэффициент усиления по мощности определим по формуле

3.1) для Uвхн:

3.2) для Uвхн/2:

Kp<0, так как фаза равна π.

4.) Коэффициент нелинейных искажений (коэффициент гармоник).

Нелинейные искажения - это изменения формы колебания, обусловленные кривизной характеристик транзисторов, диодов, магнитопроводов, полупроводниковых конденсаторов, микросхем и др. элементов. Параметры нелинейных элементов зависят от воздействующего на них тока или напряжения. Отличительным признаком нелинейных искажений является то, что им подвержено даже гармоническое колебание. На этом основана их простейшая количественная оценка с помощью коэффициента гармоник. Если на вход усилителя подать чисто гармоническое напряжение, то на выходе получим не только его первую гармонику, но и высшие.