 |
Расчет первого (оконечного) каскада.
|
|
|
|
Курсовая работа
По усилительным устройствам.
ВАРИАНТ № 7
Выполнил: ст.гр.04 - 414 Уткин С.Ю.
Проверил: Харламов А.Н.
ЭТАП №1
Исходные данные для расчета.
Еп=10 В; Rи=150 Ом; Rк=470 Ом; Rн=510; Сн=15 пФ;Tмин=-30град; Тmax=50град;
Требуемая нижняя частота: Fн=50 кГц.
Используемый тип транзистора: КТ325В (Si; N-P-N; ОЭ)
Нестабильность коллекторного тока - 
Параметры транзистора:
Граничная частота - Fгр = 800Мгц.
Uкбо(проб)=15В.
Uэбо(проб)=4В.
Iк(мах)=60мА.
Обратный ток коллектора при Uкб=15В: Iкбо<0.5мкА (при Т=298К).
Статический коэффициент усиления тока базы в схеме с ОЭ: h21=70…210.
Емкость коллекторного перехода: Ск<2.5пФ.(при Uкб=5В)
rкэ(нас.)=40 Ом.
Постоянная времени цепи обратной связи: tк<125 нс.
Для планарного транзистора - технологический параметр 
= 6.3
Предварительный расчет.
Исходя из значений Еп и Rк, ориентировачно выберем рабочую точку с параметрами Uкэ=4В и Iкэ=1мА.
Типичное значение, для кремниевых транзисторов: Uбэ=0.65В.
Uкб=Uкэ-Uбэ = 3.35В
=2.857 пФ.
=275Ом - Объемное сопротивление базы.
Iб = Iкэ/h21 = 8.264e-6 - ток базы. Iэ = Iкэ - Iб = 9.9e-4 - ток эмиттера.
rэ = 26е-3/Iэ = 26.217 - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода.
Параметр n = rэ/rб + 1/h21 = 0.103 (Нормированное относительно Fгр значение граничной частоты)
Для дальнейших расчетов по заданным искажениям в области нижних частот зададимся коэффициэнтами частотных искажений.
Пускай доля частотных искажений, вносимых на нижней частоте разделительным конденсатором Ср, окажеться в к=100 раз меньше чем конденсатором Сэ, тогда коэффициенты частотных искажений
равны: Мнр = 0.99, а Мнэ = 0.71(Определяются по графику)
= 2.281е-8 Ф;- емкость разделительного конденсатора.
|
|
|
Оптимальное напряжение на эмиттере выбирается из условия:Uэ = Еп/3, это позволяет определить величину Rэ.
Rэ = 
=3.361е3 Ом;
=3.361В - Напряжение на эмиттере.
Rф=(Еп - Uкэ)/Iкэ - Rк - Rэ = 2.169е3 Ом;- сопротивление RC - фильтра в коллекторной цепи.
Применение Н.Ч. - коррекции позволяет использовать разделительный конденсатор меньшей емкости.
= 4.062е-9 Ф;- скорректированное значение разделительного конденсатора.
= 9.551е-10 Ф; - емкость фильтра в цепи коллектора.
= 7.889е-8 Ф;- Емкость эмиттера.
Расчет цепи делителя, обеспечивающей заданную температурную нестабильность коллекторного тока.
= 1.487е-6 А; - неуправляемый ток перехода коллектор-база.
=0.2 В; -сдвиг входных характеристик.
=3.813е-5 А. -ток делителя.
= 1.052e5 Ом
=1.291e5Ом
Номиналы элементов, приведенные к стандартному ряду.
Rф=2.2е3 Ом; Rэ=3.3е3Ом; Rб1=1е5Ом; Rб2=1.3е5 Ом; Cр= 4е-9 Ф; Cф= 1е-9 Ф; Cэ=7е-8Ф;
Оценка результатов в программе «MICROCAB»
1. Оценка по постоянному току.
2.1А.Ч.Х. - каскада.
2.2 А.Ч.Х. - по уровню 07.
Реализуемые схемой - верхняя частота - Fв = 2.3Мгц и коэффициент усиления К = 22Дб = 12.6
ЭТАП №2
Задание: Обеспечить за счет выбора элементов либо модернизации схемы
увеличение К в два раза(при этом Fв - не должно уменьшаться) и проверить правильность расчетов на Э.В.М.
РАСЧЕТ.
Требования к полосе частот и коэффициенту усиления:
К = 44Дб = 158 Fн =50 Кгц Fв =2.3Мгц
Uкб=Uкэ-Uбэ = 4.35В
=2.619 пФ.
=300Ом - Объемное сопротивление базы.
Оценка площади усиления и количества каскадов
в усилителе.
=8.954 е7 Гц - Максимальная площадь усиления дифференциального каскада.
Ориентировачное количество каскадов определим по номограммам,
так как 
=39, то усилитель можно построить на двух некорректированных каскадах.
Требуемая верхняя граничная частота для случая, когда N = 2 (с учетом, что фn = 
=0.64)
|
|
|
Fв(треб)=Fв/фn = 3.574е6 Гц
Требуемый коэффициент усиления одного каскада К(треб)= 
= 12.57
Требуемая нижняя граничная частота Fн(треб)=FнХфn =3.218e4
Реализуемая в этом случае площадь усиления 
=4.5е7 Гц
Расчет первого (оконечного) каскада.
Определим параметр 
= 1.989
Оптимальное значение параметра 
=0.055
Этому значению параметра 
соответствует ток эмиттера равный:
Iэ = 
=2мА
Соответственно Iкэ = 
= 2мА и Iб = 
= 1.5е-5 А.
rэ = 
= 14.341 Ом - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода.
= 1.388е-11Ф; - емкость эмиттерного перехода.
= 1.75е3 Ом
= 3.562е-9 сек - постоянная времени транзистора.
= 0.008 - относительная частота.
|
|
|
