Расчёт параметров резистивного каскада

Для расчета используем параметры из задания: Rн=50 Ом, , сопротивление коллекторной цепи возьмем равной Rк = Rн = 50 Ом.

Принципиальная схема каскада приведена на рис. 3.1,а, эквивалентная схема по переменному току на рис. 3.1,б.

                    а)                                                б)

Рисунок 3.1 – Принципиальная и эквивалентная схемы резистивного каскада

1) Найдем ток и напряжение в рабочей точке:

,                                                                   (3.1)

где  - напряжение рабочей точки или постоянное напряжение на переходе коллектор эмиттер;

   - напряжение на выходе усилителя;

   - остаточное напряжение на транзисторе.

2) Найдем сопротивление нагрузки по сигналу:

                                                    (3.2)

3) Постоянный ток коллектора:

,                        (3.3)

где  - постоянная составляющая тока коллектора;

   - сопротивление нагрузки по сигналу.

4) Выходная мощность усилителя равна:

                                                   (3.4)

5) Напряжение источника питания равно:

                                                    (3.5)

6) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора равна:

                                            (3.6)

7) Мощность, потребляемая от источника питания:

                                               (3.7)

8) КПД:                                                (3.8)

Расчёт дроссельного каскада

В дроссельном каскаде в цепи коллектора вместо сопротивления используется индуктивность, которая не рассеивает мощность и требует меньшее напряжение питания, поэтому у этого каскада выше КПД.

Используем требуемые параметры задания: Rн=50 Ом, .

Рисунок 3.2-Схема дроссельного каскада по переменному току.

1) Найдем напряжение в рабочей точке:

                                                                   (3.9)

2) Постоянный ток коллектора:

                                                                  (3.10)

3) Выходная мощность усилителя:

                                                                  (3.11)

4) Напряжение источника питания равно:

                                                                                    (3.12)

5) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

                                                        (3.13)

6) Мощность, потребляемая от источника питания:

                                                       (3.14)

7) КПД:                                                  (3.15)

Таблица 3.1 - Характеристики вариантов схем коллекторной цепи.

Из рассмотренных вариантов схем питания усилителя видно, что лучше выбрать дроссельный каскад.

Расчет термостабилизации.

рассчитаем три вида термостабилизации: эмитерную, пассивную коллекторную, активную коллекторную. Из полученных результатов выберем наиболее подходящую нам термостабилизацию.

Расчет эмитерной термостабилизации

Схема для расчета эмитерной термостабилизации представлена на рис 3.3.

Здесь ,  задают смещение напряжения на базе транзистора,  элемент термостабилизации,  шунтирует  по переменному току.

Падение напряжения на R_э примем 5(В) U_Rэ=5(В) (Выбираем U_Rэ>(3...5)В);

Е_п = U_кэ0 + U_Rэ=5,2 + 5=10,2(В)                                                  (3.16)

;                                                  (3.17)

U_б = U_kэ + U_бэ= 5 + 0,7 = 5,7(В)                                                  (3.18)

                                                                   (3.19)

Ток базового делителя примем как 5I_б (I_д>(5...10)I_б) и соответственно получаем:

I_д = 5I_б = 5*1,1*10^-3 =5,5*10^-3(А);                                              (3.20)

;                                               (3.21)

                                                                 (3.22)

Расчет пассивной коллекторной термостабилизации

Схема пассивной коллекторной термостабилизации представлена на рис. 3.4.

Эта схема работает следующим образом. При нагреве транзистора ток коллектора начинает увеличиваться и напряжение на R_к возрастает. При этом напряжение на самом коллекторе падает, что ведёт к уменьшению тока базы.

Примем падение напряжения на R_к 5(В) U_Rк = 5(В) (Выбираем U_Rk>(5...10)В);

;

Е_п = U_кэо + U_Rk= 5 + 5,2= 10,2(В);

;