Однокаскадный усилитель с общим эмиттером. Изучение работы однокаскадного усилителя на биполярном транзисторе в линейном режиме. Усилители на биполярных транзисторах
Страница 1 из 2
Принцип работы транзисторного усилителя основан на том, что с помощью небольших изменений напряжения или тока во входной цепи транзистора можно получить значительно большие изменения напряжения или тока в его выходной цепи.
Изменение напряжения эмиттерного перехода вызывает изменение токов транзистора. Это свойство транзистора используется для усиления электрических сигналов.
Для преобразования изменений коллекторного тока, возникающих под действием входных сигналов, в изменяющееся напряжение в коллекторную цепь транзистора включают нагрузку. Нагрузкой чаще всего служит резистор или колебательный контур. Кроме того, при усилении переменных электрических сигналов между базой и эмиттером транзистора нужно включить источник постоянного напряжения, называемый обычно источником смещения, с помощью которого устанавливается режим работы транзистора. Этот режим характеризуется протеканием через его электроды при отсутствии входного электрического сигнала некоторых постоянных токов эмиттера, коллектора и базы. С применением дополнительного источника увеличиваются размеры всего устройства, его масса, усложняется конструкция, да и стоят два источника дороже, чем один. В то же время можно обойтись одним источником, употребляемым для питания коллекторной цепи транзистора. Одна из таких схем усилителя показана на рисунке.
В этой схеме нагрузкой усилителя является резистор R K , а используя резистор R б, задают необходимый ток базы транзистора. Если режим работы транзистора задан (при этом часто говорят, что задана рабочая точка на характеристиках транзистора), становятся известными ток базы и напряжение U БЭ, а сопротивление резистора R б, обеспечивающего этот ток, можно определить по формуле:
R б =(G K -U БЭ)/I Б.
Так как U БЭ обычно составляет не более 0,2...0,3В для германиевых транзисторов и 0,6...0,8 В — для кремниевых, а напряжение G K измеряется единицами или даже десятками вольт, то U БЭ <
R б ≈G K /I Б.
Из выражений следует, что независимо от типа транзистора VT ток его базы будет постоянным: I Б = G K /R б. Поэтому такая схема получила название схемы с общим эмиттером (ОЭ)
и фиксированным током базы.
Режим работы транзистора в усилительном каскаде при постоянных токах и напряжениях его электродов называют исходным, или режимом покоя.
Включение нагрузки в коллекторную цепь транзистора приводит к падению напряжения на сопротивлении нагрузки, равному произведению I K R K .
В результате напряжение, действующее между коллектором и эмиттером Uкэ транзистора, оказывается меньше, чем напряжение G K источника питания на величину падения напряжения на сопротивлении нагрузки, т. е.:
U КЭ =G K -I K R K .
Если эту зависимость отобразить графически на семействе статических выходных характеристик транзистора, то она будет иметь вид прямой линии. Для ее построения достаточно определить всего две принадлежащие ей точки (так как через две точки можно провести только одну прямую). Каждая точка должна быть задана двумя координатами: I K и U КЭ.
Задавшись конкретным значением одной из координат, определяют вторую координату, решая уравнение U КЭ =G K -I K R K . Прямая, построенная в соответствии с уравнением на семействе статических выходных характеристик, транзистора, называется нагрузочной прямой.
Нагрузочная прямая, показанная на рисунке (а), построена для случая, когда G K =10В и R К =200 Ом.
1-я точка: =0;U КЭ =G K —0R K =G K =10 В;
2-я точка: I K =30 мА; U КЭ =10—30-10^3-200=10—6=4 В.
Если в исходном режиме (режиме покоя) ток базы равен 2 мА, этот режим будет определяться точкой A, лежащей на нагрузочной прямой в месте пересечения ее со статической выходной характеристикой, полученной при I БО =2 мА. При этом I КО =20 мА; U КЭO =5,8 В. Если перенести точку A на семейство входных характеристик (рис., б), можно найти U БЭО. Оно равно 0,25 В.
При подаче на вход усилителя переменного напряжения с амплитудой 50 мВ (0,05 В) на оси напряжений входных характеристик относительно напряжения U БЭО =0,25 В откладывают по обе стороны отрезки, соответствующие напряжению 0,05 В, и из их концов восстанавливают перпендикуляры к оси U БЭ до пересечения со статической характеристикой, на которой расположена точка А, обозначающая режим покоя усилителя. В точках пересечения перпендикуляров с характеристикой проставляют буквы В и С. Таким образом, при поступлении на вход переменного напряжения режим работы будет уже определяться не точкой А, а ее перемещениями между точками В и С. При этом ток базы изменяется от 1 до 3 мА. Другими словами, переменное напряжение на входе усилителя приводит к появлению переменной составляющей в его входном токе — токе базы. В данном примере амплитуда переменной составляющей тока базы, как видно из рисунка, равна 1 мА.
Точки B и С можно перенести на семейство выходных характеристик. Они будут находиться в местах пересечения нагрузочной характеристики со статическими, полученными при токах базы, равных 1 и 3 мА. Из этого рисунка, видно, что в режиме с нагрузкой появилась переменная составляющая коллекторного напряжения. Иначе, коллекторное напряжение теперь не остается постоянным, а изменяется синхронно
с изменениями входного напряжения. Причем изменение коллекторного напряжения ΔU КЭ =7,5—4,3=3,2В оказывается больше изменения входного напряжения ΔU БЭ =0,3—0,2=0,1В в 32 раза; т. е. получено усиление входного напряжения в 32 раза.
Поскольку напряжение источника питания G K постоянное, изменение коллекторного напряжения равно изменению напряжения на резисторе коллекторной нагрузки, т. е.ΔU КЭ = ΔI К R К. Из этого выражения видно, что чем больше сопротивление резистора R К, тем сильнее изменяется на нем напряжение и тем больше будет усиление. Однако увеличивать сопротивление резистора R K можно лишь до некоторого предела, превышение которого может привести даже к снижению усиления и появлению больших искажений усиливаемого сигнала.
В усилителе, схема которого приведена на верхнем рисунке, режим работы транзистора определяется током базы, который устанавливается резистором R б. Режим работы транзистора можно также установить, подав на его эмиттерный переход напряжение с делителя R1R2.
Ток делителя I Д, протекающий через резисторы R1 и R2, вызывает на сопротивлении резистора R2 падение напряжения, которое подается на эмиттерный переход транзистора и смещает его в прямом направлении. Это напряжение определяется в основном соотношением сопротивлений резисторов R1,R2 и протекающим через них током I Д и почти не зависит от типа транзистора. Поэтому такую схему иногда называют схемой с фиксированным напряжением смещения.
Министерство образования Республики Беларусь
ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. П.О.СУХОГО
наименование факультета _______АИС __________________
"УТВЕРЖДАЮ"
зав. кафедрой _____________
"______" _____________2002 г.
З А Д А Н И Е
по курсовому проектированию
Студенту Ильину Е. В. ПЭ- 21
1. Тема проекта Однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе в схеме включения
с общим эмиттером. Фиксированный ток базы, мостовой выпрямитель ________________
2. Сроки сдачи студентом законченного проекта май-2002 __________________________
3. Исходные данные к проекту._________________________________________________ _____
_________________U н m=8.7 В .__________________________________________________ ______
_________________R н = 19 0 Ом .________________________________________________ ______
R к = 190 0 Ом .____ _____________________________________________ ______
R Г =240 Ом__________________________________________________ ______
fн=45 Гц__________________________________________________________
1. Определить координаты , Ек. Построить линии нагрузки. Выбрать транзстор__
2. Определить и элементы, обеспечивающие режим покоя ._ ________________
3. Графоаналитический расчет параметров усилителя _________________________________
5. Определить параметры усилителя Rвх, К u , К i через h-параметры.______________________
9. Построить временные диаграммы сигналов (частота 1кГц)____________________________
а) Ег(t), Uвх(t), Uб(t), Uэ(t); б) I б (t), I г (t); в) Iк(t), Iн(t), Iпит(t);_____________________
в) Uб(t), Uэ(t), Uк(t), Uн(t), Ек; д) U2(t), Uв(t), Uст(t)=Ек(t)._____________________________
11. Начертить схему электрическую принципиальную устройства_________________________
5. Перечень графического материала. __________________________________________________
Линии нагрузки, статические ВАХ транзистора, временные диаграммы сигналов,____ ________
схема электрическая принципиальая устройства.______________________________________
___________________________________________________________________________________
6. Консультанты по проекту (с указанием разделов проектов).______________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Календарный график работы над проектом на весь период проектирования _______________
__________________________________________________________________________________
Руководитель ______________
Задание принял к исполнению.
___________________________________________ (дата и подпись студента)
Исходные данные
1 Усилитель напряжения класса А на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером.
N =8- номер варианта, r =3 - схема фиксированный ток базы.
Uнm=8.7 B - амплитуда напряжения на нагрузке;
Rн=1900 Оm - сопротивление нагрузки;
Rк=1900 Оm - сопротивление коллекторного резистора;
Rг=240 Om - сопротивление генератора (источника гармонического сигнала);
3 Мостовой выпрямитель и фильтр.
Расчет усилителя в схеме включения с ОЭ
1 Определить координаты точки покоя 0 , напряжение питания Ек. Построить статическую и динамическую линии нагрузки. Определить требования к транзистору по предельным параметрам и ВАХ. Выбрать транзистор.
Рассчитываем токи
Амплитуда тока нагрузки
Амплитуда тока резистора Rk
Амплитуда тока коллектора
Проверка для исключения дебютной ошибки:
Определяем эквивалентное сопротивление в цепи коллектора для переменной составляющей I к R кн =R к êêR н = (R к R н)/(R к +R н) и амплитуду тока коллектора Iкm=Uкm/Rкн.
Сопротивление на переменном токе 
Амплитуда тока коллектора 
Ток покоя выбирают из условия Iок>Iкm или Iок=Iкm+D I , где D I =1¸3 мA -минимальный ток коллектора.
Ток покоя коллектора Iok = Iкm +D I = 12 +2= 14 mA.
Напряжение покоя для исключения режима насыщения определяем из условия Uокэ>Uкm или Uокэ=Uкm+D U , где D U =2¸3 В -минимальное напряжение.
Напряжение покоя коллектор-эмиттер Uокэ=Uкm+DU= 3+1= 4 В.
Определяем напряжение питания:
Ек = Uокэ + Iок Rк =4 + 0.014 · 620 = 12.68 » 13 В.
Статическая линия нагрузки (СЛН) проходит через точки с координатами , и .
Напряжение U А – точка динамической нагрузки, прямая которая проходит через [Uокэ; Iок ]
U А =Uокэ+IокRкн= 4 + 0.014 · 250 = 7.5В.
Динамическая линия нагрузки (ДЛН) проходит через точки с координатами , и .
После построения линий нагрузки определяют предельные параметры транзистора:
Iк макс > UA/Rкн или Iк макс > Iок +Iкm, Uкэмакс > Ек, Ркмакс > Iок×Uокэ.
По расчитанным данным подбираем транзистор по справочнику.
Транзистор подбирается по следующему принципу:
I к max >I ок + I км = 14 + 12 =26 мА
U кэ max >Ек=13 В
P к max > U окэ × I ок = 14 × 4 = 56 мВт
Расчитанным данным удовлетворяет транзистор КТ312А (основные параметры которого см. Приложение А).
Построим статическую и динамическую линии нагрузки на отдельном листе, предварительно перенеся входные и выходные характеристики выбранного транзистора.
Читайте также:
|
В схеме включения транзистора с общим эмиттером усилитель обеспечивает усиление по напряжению, по току, по мощности. Такой усилитель имеет средние значения входного и выходного сопротивления по сравнению со схемами включения с общей базой и общим коллектором.
В режиме покоя, т.е. при отсутствии входного сигнала (U вх = 0), постоянный ток I БО под действием Е К проходит по цепи + Е К – Э- Б- R Б - -Е К. Величина этого тока подбором значений R Б задается такой, чтобы транзистор был полуоткрыт, т.е. напряжение на нем составляло бы примерно половину E К. В свою очередь, при большом токе базы транзистор полностью открывается, т.е. его сопротивление между эмиттером и коллектором очень мало, напряжение U ЭК почти нулевое, а при I Б = 0 транзистор полностью закрыт, т.е. сопротивление велико и он практически не пропускает ток I К.
Конденсатор С р1 служит для включения источника переменной входной ЭДС Е вх, с внутренним сопротивлением R вх в цепь базы. Конденсатор связи С р2 служит для выделения на нагрузке R н переменной составляющей коллекторного напряжения.
18. Определение начальных условий, обеспечивающих заданный режим работы усилителя с ОЭ
Рассмотрим RC-усилитель в котором транзистор включен до схеме с общим эмиттером и используется эмиттерная стабилизация начального, режима работы.
Токи в цепи находят по формулам:
Предположим, что i Б = i Б2 , тогда:
Предположим, что напряжение питания Ек задано и требуется обеспечить начальный режим работы при заданном начальном токе I К Н.
Учитывая, что i Э » i K:
Выбирается ток i дел делителя напряжения на резисторах R 1 и R 2 , протекающий при отключении базы транзистора от делителя.
Важным параметром является коэффициент усиления усилителя по напряжению, который находят по формуле:
19. Операционные усилители (ОУ): области применения, условное графическое изображение, структурная схема. Назначение элементов структурной схемы
Практическая работа № 1
Изучение работы однокаскадного усилителя на биполярном транзисторе в линейном режиме
Цель работы : наблюдение семейства ВАХ биполярного транзистора, работы усилителя в линейном диапазоне (режим малого сигнала), влияние элементов схемы на его характеристики .
Ход работы:
- Снять входные ВАХ транзистора (рис. 1). Изменяя при этом E к 0/30В.
- Заполнить таблицу.
- Снять выходные ВАХ (рис. 2) при изменение Ib 1/30 mA .
Схема 1
Входные характеристики:
Входные ВАХ транзистора при различных Ib
Рис. 1
Выходные характеристики:
Выходные ВАХ транзистора при различных
Рис. 2
Контрольные вопросы:
- Нарисуйте энергитические диаграммы
р-п-р и п-р-п
транзисторов.
- Нарисуйте основные характеристики транзисторов при включении с общим эмиттером.
- Каковы основные преимущества и недостатки транзисторов по сравнению с электронными лампами?
- Какие марки транзисторов вы знаете?
Литература:
- Федотов Я. А., Основы физики полупроводниковых приборов, , М., 1970;
- «Кремниевые планарные транзисторы», под ред. Я. А. Федотова, М., 1973; 3 и С. М.,
Кучумов А.И. Электроника и схемотехника: Учебное пособие для вузов М.: Гелиос АРВ, 2004. 335 с.
- Христич В.В. Электроника: Тексты лекций. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2002. 203 с.
- Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. М.: Изд. «СолонР», 2001. 726
Введение
Транзистор - это полупроводниковый электронный прибор, управляющий током в электрической цепи, за счёт изменения входного напряжения или тока. Но по сути это обычный выключатель, включающий и выключающий ток, на котором, кстати, и основан компьютерный код, где 1 означает то, что ток есть, а 0 его отсутствие. Изобретению этого устройства мы обязаны американской лаборатории Bell Labs, в которой Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в далёком 1947 году создали его. Но как всегда и бывает с великими изобретениями, первоначально оно не было замечено общественностью, и только через 9 лет учёные получили Нобелевскую премию в области физики. Само же название “transistor” было придумано их коллегой Джоном Пирсом, который сложил его из 2 слов - “transfer” - переносить и “resistance” - сопротивление.
Первыми заметившими изобретение стали радиолюбители, использующие их для усиления сигнала. Почувствовав, что изобретение может принести прибыль, лаборатория решила продавать лицензии на использование транзисторных технологий. Успех не заставил себя долго ждать, и уже в 1956 году появился первый портативный радиоприёмник, что было раньше невозможно из-за использования громоздких ламп, а компактные транзисторы легко справлялись с этой задачей, что позволяло теперь всегда носить музыку с собой. Изобретения такого портативного устройства показало всю важность и востребованность новой технологии, что стало привлекать в эту сферу новые пытливые умы изобретателей. И через 2 года Джеком Килби и Робертом Нойсом был сделан гигантский шаг в развитии транзисторов, с помощью своей новой технологии они объединили их в одну микросхему. Этот революционный шаг познакомил Нойса с Гордоном Муром, с которым в 68-ом году он создает компанию Intel.
Именно микросхема, основанная на транзисторах, ознаменовала начало нового этапа в электронике, и именно она сделала возможным появление современных компьютеров. В 1965 году в одной из публикаций был сформулирован “закон Мура”, который говорил, что число транзисторов в микросхеме должно удваиваться с каждым годом. Этому закону постоянно предсказывают кончину, но вот уже больше сорока лет он продолжает работать. К примеру, в первом процессоре Intel 4004, выпущенном в 1971 году было 2300 транзисторов, а к 1989 году Intel 486 насчитывал их уже 1 200 000. Так, обходя на своём пути множество преград и постоянно совершенствуясь, последний процессор Intel Core 2 Extreme перевалил собой отметку в 820 000 000 транзисторов.
Таким образом, уже более шестидесяти лет одно маленькое изобретение продолжает двигать технологии вперёд, постоянно поднимая их на новый уровень. И уже, наверное, невозможно представить, как выглядел бы мир без этого маленького устройства.
Задание на курсовую работу
Определить узловые потенциалы в схеме. Построить передаточную характеристику схемы на участке база-коллектор транзистора) и нанести на нее рабочую точку. Обозначить на характеристике области работы транзистора.
Оценить расчетным путем основные малосигнальные параметры рассматриваемой схемы.
Определить по входным и выходным вольт-амперным характеристикам транзистора области работы усилителя без нелинейных искажений.
Построить принципиальную схему с узловыми потенциалами, передаточной, переходной, семейств входных и выходных вольт-амперных, амплитудно-частотной характеристик с помощью прикладной программы компьютерного моделирования и исследования электронных схем (Electronics Workbench, Multisim, Micro-Cap).
Сравнить результаты с полученными расчетным путем.
Рис.1
Табл.1 Исходные данные
|
Тип транзистора |
|||||||
Параметры транзистора КТ3102Г.
Транзистор кремниевый, n-p-n структуры.
Табл.2 Параметры транзистора КТ3102Г
|
Обозначение |
Значение |
Параметр |
|
Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером (приводится диапазон допустимых значений) |
||
|
Граничная частота усилителя |
||
|
Емкость коллекторного перехода (Cк) при напряжении на коллекторе (Uкб) |
||
|
Uкэ.нас/(Iк/Iб), |
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (Uкэ.нас) биполярного транзистора при заданном токе коллектора (Iк) и заданном токе базы (Iб) |
|
|
Uбэ.нас/(Iк/Iб), |
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (Uбэ.нас) биполярного транзистора при заданном токе коллектора (Iк) и заданном токе базы (Iб) |
|
|
Обратный ток коллектора |
||
|
Обратный ток эммитера |
||
|
Максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер-база |
||
|
Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер |
||
|
Максимально допустимый ток коллектора |
||
|
Максимально допустимая рассеиваемая мощность на коллекторе |
Табл.3 Ряды номинальных значений параметров типовых радиоэлементов (ГОСТ 2825-67)
|
Индекс ряда |
Числовые коэффициенты, умножаемые на 10 |
|||||
Так как в курсовой работе будет использоваться приложение Workbench 5.12, в котором отсутствует транзистор КТ3102Г, то вместо него будем использовать его зарубежный аналог BC109C, который схож с ним по параметрам. Поэтому расчетные значения могут отличаться от значений, полученных при использовании приложения Workbench.
Статический коэффициент усиления базового тока выбираем равным 500.
Так как транзистор кремниевый, то контактная разность обоих переходов равна - значение напряжения база-эмиттер. Так как - источник постоянного напряжения, то схему можно упростить, убрав все конденсаторы и ненужные резисторы. Также уберем из схемы источник переменного напряжения и получим схему изображенную на рис.2
Рис.2
Предположим, что транзистор находится в нормальной активной области. Учитывая, что рабочая точка находится в классе А, рассчитаем напряжение коллектора.
Для малосигнальных схем напряжение на Rэ составляет 5-30% напряжения Eк, поэтому выберем 10%.
Определим сопротивления и, для этого рассчитаем ток эмиттера, используя для этого коэффициент усиления эмиттерного тока, выраженного через коэффициент усиления базового тока:
По условию в=500, тогда
Аналогично рассчитаем базовый ток:
Получаем:
Если пренебречь током базы, то на участке А-В протекает ток равный отношению:
Из выражений (2) и (3) следует, что
Найдем сопротивление базы. Для этого нам понадобится коэффициент нестабильной рабочей точки каскада, выражаемый как:
Отсюда вычислим номинал сопротивления RБ, который так же равен параллельному соединению резисторов R1 и R2.
Решая систему из уравнений (4) и (5) найдем R2 и R1
Получаем:
Номинальные значения резисторов возьмем в соответствии с рядом Е24, тогда получим:
Задание 2
Рассмотрим узловые потенциалы в схеме. Построить передаточную характеристику схемы на участке база-коллектор транзистора) и нанести на нее рабочую точку. Обозначить на характеристике области работы транзистора.
Рассмотрим узловые потенциалы в схеме изображенной на рис.3.
Рис.3
Найдем разность потенциалов на эмиттере:
однокаскадный усилитель биполярный транзистор
Найдем разность потенциалов на базе:
Найдем разность потенциалов на коллекторе:
Получили узловые потенциалы:
Для построения передаточной характеристики воспользуемся приложением Workbench 5.12. Для того чтобы построить зависимость, нужно в схеме поставить два вольтметра: первый - для снятия потенциала базы, ставится между базой и “землей”, второй - для снятия потенциала коллектора, ставится между коллектором и “землей”. Так же для того, чтобы регулировать потенциал базы в схему вводят источник ЭДС подсоединенный к базе (Рис.4).
Рис.4
Рис.5
На передаточной характеристике (рис. 5) показана рабочая точка (РТ) соответствующая значениям:
Задание 3
Оценить расчетным путем основные малосигнальные параметры рассматриваемой схемы. А также при какой амплитуде входного сигнала в схеме возникнут нелинейные искажения.
Рис.6
Исходные данные:
Для транзистора сопротивление p-n перехода составляет:
Принимаем
Рассчитаем входное сопротивление в схеме с общим эмиттером:
Рассчитаем коэффициент усиления по току:
Найдем сопротивление, когда нагрузка включена параллельно с сопротивлением коллектора:
Рассчитаем коэффициент усиления по напряжению:
Рассчитаем коэффициент усиления по мощности:
Рассчитаем входное сопротивление схемы:
Рассчитаем выходное сопротивление схемы:
Рассчитаем:
Задание 4
Необходимо узнать при какой амплитуде входного сигнала в схеме возникнут нелинейные искажения. Амплитуда выходного сигнала не может быть больше, чем.
Найдем действующее значение амплитуды входного сигнала:
Построим выходные ВАХ транзистора - (берем из справочника в электронном виде) (Рис.7).
Рис.7
На выходных ВАХ транзистора нанесем рабочую точку, а так же нагрузочную прямую по постоянному (А-Б) и переменному току.
Нагрузочную прямую по постоянному току построим по двум крайним случаям.
Первый случай (А): транзистор полностью открыт
Второй случай (Б): транзистор полностью закрыт
Для того чтобы построить рабочую точку на ВАХ следует провести прямую на уровне до пересечения со статической нагрузочной прямой. Это пересечение и будет являться рабочей точкой.
Прямая по переменному току имеет наклон и проходит через рабочую точку. Так как масштаб оси OY в мили Амперах то полученное значение б надо умножить на 1000.
Задание 5
На основе сведений о нижней граничной частоте полосы пропускания усилителя с учетом данных о сопротивлениях нагрузки и источника сигнала определить емкости разделительных и блокировочного конденсаторов.
Учитывая, что
Найдем емкости разделительных (Cp1 и Cp2) и блокировочного (Сбл) конденсаторов.
При расчете постоянной времени ф для каждого из конденсаторов будем учитывать только данный конденсатор, считая, что другие конденсаторы заменяют соответствующие точки в схеме.
Получим следующие эквивалентные схемы для расчета постоянных времени.
Рис.8
Для начала рассчитаем постоянную времени для нижней частоты:
Примем, что все постоянные времени равны между собой:
Рассчитаем значения и, а также:
Получаем:
Номинальные значения резисторов возьмем в соответствии с рядом E24,тогда получаем:
Задание 6
Построить АЧХ и ФЧХ усилителя, по которым определить граничные частоты полосы пропускания усилителя.
Вычислим верхнюю граничную частоту полосы пропускания усилителя. Для этого нам понадобится параметр при.
Верхняя граничная частота любого усилительного каскада определяется по формуле (8).
Коэффициент G для каскада с общим эмиттером определяется по формуле (10).
Определим - среднее время жизни неосновных носителей заряда в базе:
Определим эквивалентную емкость коллекторного перехода:
Емкость перехода при нулевом смещении;
Контактная разность потенциалов, которая равна 0,7 В;
Напряжение на переходе.
Найдем ширину полосы пропускания:
Построим АЧХ и ФЧХ для однокаскадного усилителя. Для этого воспользуемся приложением Workbench 5.12. В схему надо добавить генератор импульсов (Function Generator), а так же надо подключить Bode Plotter в схему таким образом, чтобы вход его был подключен к одному из зажимов на входе схемы, а выход к одному из зажимов выхода схемы (Рис.9).
Рис.11
Заключение
В ходе проделанной курсовой работы произведены расчеты основных параметров однокаскадного усилителя BC109C. Определили сопротивления резисторов, входящих в схему, емкости разделительных Cp1 и Cp2 и блокировочного конденсатора Сбл. А также малосигнальные параметры схемы Kuo, Kio, Kp, Rвх, Rвых.
Список литературы
1) Гусев В.Г., Гусев М.Ю. Электроника. -М.: “Высшая школа”. 1991 -622с.: ил.
2)Рекус Г. Г., Чесноков В. Н. Лабораторные работы по электротехнике и основам электроники: Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1989. - 240 с.: ил.
3)Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учеб. пособие. - Ростов н/Д изд-во «Феникс»,2000. - 448 с. Прикладное программное обеспечение: Electronic Workbench Pro Edition
