Розрахунок безтрансформаторного підсилювача низької частоти

Предмет:

Тип роботи:

Курсова робота

К-сть сторінок:

Мова:

Українська

Оцінка:

між колектором та емітером, нижче якої при роботі каскаду виникають значні нелінійні викривлення через те, що у робочу зону потрапляють ділянки характеристик транзистора зі значною кривизною.

Для транзисторів як правило задають Uocm = 1 В. Uke0 = 0, 1 + 1 = 1, 1 B;

3. Знаходимо потужність, що виділяється на колекторі транзистора:

Pk =Ik0 * Uke0;

Pk = 0. 00375 * 1. 1 = 0. 004125Вт;

При цьому необхідно забезпечувати виконання умови:

Рк<Ркmах 4 мВт< 150 мВт

Таким чином, перевіряємо що вибраний тип транзистора відповідає вимогам за потужністю.

4. Знаходимо опір навантаження у колі колектора. Виходячи з (3), маємо

RK=RH; Rk= Rh= 3, 65 = 4 Ом Потужність, що розсіюється в резисторі:

P=I2R.

Отже

Prk = Iko2 * Rk Prк = 0, 00005625 Вт;

5. Знаходимо опір резистора RE у ланцюгу термостабілізації:

RE = ((Ek – Uke0) / Ik0) – Rk; RE = ((15 – 1. 1) /0. 00375) - 4 = 3702 Ом;

Найближче – 3, 6 кОм;

для забезпечення умов температурної стабілізації режиму спокою

каскаду. Потужність, що розсіюється в RE

PRE = Ik02 * RE; PRE = 0, 00375 * 3600 = 0, 05 Вт;

За табл. вибираємо резистор за потужністю та опором. МЛТ-0, 125-3, 6кОм±5%

6. Знаходимо ємність конденсатора СЕ.

Ємність СЕ обирають за умови, що його опір на частоті fн повинен бути у 10 разів меншим за опір резистора RE.

СE ≥ 106 / 2* π *fн * 0, 1 RE; СE ≥ 106 / 2 * 3, 14 * 50 * 0, 1 * 4 = 7961 мкФ,

де множник 106 дозволяє отримувати значення ємності у мікрофарадах. Робоча напруга на СЕ

Uc =Ik0* R; Uc = 0, 00375 * 3600 = 13, 5 B;

За табл., вибираємо конденсатор СЕ= 10000 мкФ.

7. Знаходимо величину струму спокою бази транзистора:

IБ0 = Ik0 / h21Emin; IБ0 = 0, 00375 / 50 = 0, 000075 A;

8. Знаходимо величину напрузі спокою між базою та емітером транзистора.

Оскільки у відкритому стані транзистора напруга між його базою та емітером становить близько 0, 6 В, то напруга спокою бази UБ0=0, 6В і можна знайти орієнтовне значення вхідного опору транзистора

Rвх = UБ0 / IБ0; Rвх = 0, 6 / 0, 000075 = 8000 Ом;

9. Знаходимо величини опорів резисторів дільника R1, R2. Величина струму в дільнику вибирається в межах

Iд = (2÷5) * IБ0; Iд =3 * 0, 000075 = 0, 000225 A;

що забезпечує незалежність завдання режиму спокою транзистора при зміні його параметрів під впливом температури, при заміні на інший і т. п. Падіння напруги на резисторі RE складає

URE = (Ik0 + IБ0) * RE; URE = (0, 00375 + 0, 000075) * 3600 = 13, 7 B;

Тоді

R1= (Ek – URE – UБ0) / (IБ0 + Iд) ;

R1= (15 – 13, 7 – 0, 6) / (0, 000075 + 0, 000225) =2100Ом;

R2 = (URE + UБ0) / Iд;

R2 = (13, 7 + 0, 6) / 0, 000225 = 63555 Ом;

Знаходимо потужність, що виділяється в резисторах R1 і R2:

PR1 = (IБ0 +Iд) 2 * R1;

PR2 = Iд2 * R2;

PR1 = (0, 000075 + 0, 000225) 2 * 2100 = 0, 0002 Вт;

PR2 = 0, 0002252 * 63555 = 0, 003 Вт;

За табл. вибираємо резистори R1 і R2 за потужністю та опором.

R1 = МЛТ-0, 125-2кОм±5%; R2 = МЛТ-0, 125-62кОм±5%;

10. Знаходимо ємність конденсатора С2.

Ємність С2 обирається за умови забезпечення допустимого значення коефіцієнта частотних викривлень Мн:

С2 ≥ 106 / (2 π * fн * (Rн≈ + Rн) ) ;

С2 ≥ 106 / (2 * 3, 14 * 50 * (2+4) * ) = 424 мкФ;

значення якої отримується в мікрофарадах. Робочу напругу С2 приймаємо рівною

Uc2 = 1, 5 * Ek = 1, 5 * 15 = 22, 5 B;

За табл. вибираємо конденсатор С2=500 мкФ.

11. Знаходимо амплітудні значення струму й напруги на вході каскаду:

Iвх. m = Ikm / h21Emin; Iвх. m = 0, 05 / 50 = 0, 001 A;

де h21Emin – мінімальне значення коефіцієнта передачі струму в схемі з СЕ для обраного транзистора.

Uвх. m = Iвх. m * rвх; Uвх. m = 0, 001 * 8000 = 8 B;

Необхідна потужність вхідного сигналу

Pвх = (Iвх. m * Uвх. m) / 2; Pвх = (0, 001 * 8) / 2 = 0, 004 Вт;

12. Знаходимо розрахункові коефіцієнти підсилення каскаду струмом, напругою та потужністю:

K1 = h21Emin * (RE / Rн) ;

Ku = h21Emin * (Rн≈ / rвх) ;

Kp = K1* Ku;

[Kp]дБ = 10lg* Kp;

Каскад розраховано вірно як що значення коефіцієнта підсилення за потужністю дорівнює приблизно 20 дБ, як було прийнято раніше.

K1 = 50 * (3600 / 4) = 45000;

Ku = 50 * (2 / 8000) = 0, 0125;

Kp = 45000 * 0, 0125 = 562, 5;

[Kp]дБ = 10lg * 562, 5 = 27, 5 дБ;

Висновок

В даній курсовій роботі розраховано кількість каскадів в схемі підсилювача, активних та пасивних елементів, параметри елементів, тип кінцевого каскаду.

Підсилювач потужності складається з двох транзисторів із схожими параметрами але різними за провідністю.

Транзистори підібрані з максимально близькими параметрами.

Література

1.Валенко B. C. Полупроводниковые приборы и основы схемотехники злектронньїх устройств/ Под ред. А. А. Ровдо. – М., 2001, - 368с.

2.Опадчий Ю. Ф. и др. Аналоговая и цифровая злектроника (Полньїй курс) : Учебник для вузов / Ю. Ф. Опадчий и др. Телеком, 1999, -: ил.

3.Справочник по расчету злектронных схем. Б. С. Гершунский-Киев: Высшая школа. Изд-во при Киев. ун-те, 1983-240с.

4.Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Злектроника. – М. : Высшая школа, 1991.

5.Колонтаєвський Ю. П., Сосков А. Г. Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум. За ред. А. Г. Соскова. -К. : Каравела, 2003. - 368 с.