Выбор транзистора для промежуточного каскада

Найдем необходимые предельные характеристики транзистора:

1)                                          (4.7)

2)                                                   (4.8)

3)                                                    (4.9)

4) ,                                      (4.10)

где  из технического задания.

По необходимым предельным характеристикам был выбран транзистор KT316А. Ниже перечислены характеристики транзистора:

Это кремниевый эпитаксиально - планарный n-p-n переключательный маломощный и СВЧ усилительный с ненормированным коэффициентом шума транзистор.

Основные параметры транзистора:

1) Граничная частота коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

f_Г =1000 МГц;

2) Постоянная времени цепи обратной связи:

τ_с=50пс;

3) Емкость коллекторного перехода при U_кб=5В:

С_к=2пФ;

4) Емкость эмиттерного перехода:

C_э=1,2пФ;

5) Максимально допустимое напряжение на переходе К-Э:

Uкэ max=10 В;

6) Максимально допустимый ток коллектора:

Iк max = 50 мА;

7) Максимально допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторном переходе:

Pк мах = 150 мВт .

Выберем следующие параметры рабочей точки:

Т.к. транзистор хорошо работает только начиная с 5В то примем U_кэ0=5,2(В) и .

Расчёт эквивалентных схем замещения

Эквивалентная схема биполярного транзистора изображена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1- Эквивалентная схема биполярного транзистора (схема Джиаколетто)

1)                        (4.11)

2) Rб =τ_с/С_к=50пс/2пФ=25Ом;                                                           (4.12)

gб =  = 40мCм,                                                                               (4.13)

где R_б- сопротивление базы.

3) rэ=  = =2,2Ом,                                                   (4.14)

где Iк0 в мА;

  rэ - сопротивление эмиттера.

4) gбэ= = ,                                            (4.15)

где gбэ- проводимость база-эмиттер;

 - справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером.

5) Cэ= = ,        (4.16)

где Cэ - ёмкость эмиттера;

   fт - справочное значение граничной частоты транзистора.

6) Ri = ,                                                  (4.17)

где Ri - выходное сопротивление транзистора;

  Uкэ0(доп), Iк0(доп) - соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора.

Расчёт эмиттерной термостабилизации

Применим термостабилизазию такую же, как и в оконечном каскаде.

Рассчитаем параметры элементов данной стабилизации:

1) Необходимое напряжение питания:

Е_п=U_Rэ+U_кэ0+I_к0*R_к                                                                                   (4.18)

Значение источника питания необходимо выбирать из стандартного ряда поэтому выберем напряжение U_Rэ с учетом того, что Е_п=10,2В:

2) Напряжение на резисторе Rэ:

U_Rэ = E_п-U_кэ0 = 10,2В-5,2В = 5В                                                              (4.19)

3) Сопротивление эмиттера:

                                                                (4.20)

4) Напряжение на базе транзистора:

U_б = U_Rэ+0,7В=5,7В                                                                               (4.21)

5) Базовый ток транзистора:

Iб=                                                                      (4.22)

6) Ток делителя:

Iд =5×Iб = 1мА,                                                                                          (4.23)

где Iд - ток протекающий через сопротивления Rб1 и Rб2.

Сопротивления делителей базовой цепи:

7)                                                 (4.24)

8)                                                                     (4.25)

Расчет коэффициента усиления

1) ,                                                                (4.26)

где - статический коэффициент передачи по току транзистора.

2)                                        (4.27)

3) Постоянная времени транзистора:

                                               (4.28)

4)                                                                 (4.31)

                                                                              (4.32)

5) Коэффициент усиления транзистора по напряжению в ОСЧ:

                                            (4.33)

6) Выходная ёмкость:

                                (4.34)

7) Постоянная времени в ОВЧ:

 (4.35)

8) Входная ёмкость:

                                                          (4.29)

9) Входное сопротивление каскада:

                                            4.30)

При заданном уровне частотных искажений =0,5дБ, верхняя граничная частота  полосы пропускания каскада равна:

Y=0,944

= =1,36МГц,                                                       (4.36)

Т.к. полученная верхняя частота получилась намного ниже требуемой (40МГц), следовательно, необходима ВЧ коррекция с большой глубиной. Выберем ВЧ эмиттерную коррекцию.