Графоаналитический расчет усилительного каскада на транзисторе с общим эмиттером

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Графоаналитический расчет усилительного каскада на транзисторе с общим эмиттером

1. Цель работы: ознакомиться с методикой расчета усилительного каскада на транзисторе

2. Задание

Определите основные эксплуатационные показатели каскада:

- коэффициент усиления по току K_I;

- коэффициент усиления по напряжению K_U;

- коэффициент усиления по мощности K_P;

- коэффициент нелинейных искажений K_НИ;

- коэффициент полезного действия .

3. Данные для расчета:

- тип транзистора, его входные и выходные характеристики;

- напряжение источника питания коллекторной цепи E_K, В;

- сопротивление коллекторной нагрузки R_K, Ом;

- амплитуда входного тока I_Бm, мA.

Номер варианта и данные для расчета возьмите по заданию преподавателя из таблицы 1 приложения А.

4. Методика расчета

4.1. Изобразите схему усилительного каскада на транзисторе с ОЭ и смещением рабочей точки фиксированным током базы, приведенную на рисунке 1. усилитель транзистор напряжение ток

Рис.1. Схема усилительного каскада на транзисторе с ОЭ и смещением рабочей точки фиксированным током базы

4.2. На семействе статических выходных характеристик для заданного типа транзистора проведите линию нагрузки AB по двум точкам ,как показано на рис.2 в общем виде, воспользовавшись уравнением

U_К = E_К - I_КR_К

Точка A. Принимаем I_К = 0, тогда U_К = E_К.

Точка B. Принимаем U_К = 0, тогда I_К = E_К./ R_К.

Отложите эти точки соответственно на осях абсцисс и ординат и проведите через них линию нагрузки AB.

Рабочую точку 0 выберите на середине линии нагрузки и на пересечении её с одной из выходных характеристик.

Рабочая точка 0 определяет режим покоя (при отсутствии входного переменного сигнала), а именно:

I_Б0 (на рис.2 I_Б0 = I_БЗ);

I_К0 - определите по оси в амперах (A) или миллиамперах (мA);

U_К0 - определите по оси абсцисс в вольтах (В).

4.3. При известном значении амплитуды тока базы I_Бm найдите максимальный и минимальный токи базы: I_Бmax (точка N) и I_Бmin (точка M).

I_Бmax (точка N) = I_Б0 + I_Бm

I_Бmin (точка M) = I_Б0 - I_Бm

Координаты точек N и M перенесите на графики I_К (t) и U_К (t). Получите значения I_{К max} и I_{К min}; U_{К max} и U_{К min}. В произвольном масштабе постройте графики переменных сигналов i_K~ и U_K~.

4.4. Определите амплитуды I_Кm и U_Кm по данным построения на

на рис.2

I_Km = (I_{К max} - I_{К min})/2;

U_Km = (U_{К max} - U_{К min})/2

4.5. На статической входной характеристике для заданного типа транзистора для U_К = 5 В или 10 В на оси ординат отложите значения I_Б2, I_Б0, I_Б4 и спроектируйте эти точки на входную характеристику как показано на рисунке 3. По точкам M', O', N' найдите U_{Б min}, U_Б0, U_{Б max}.

4.6. Определите амплитуду напряжения входного сигнала

U_Бm = (U_{Б max} - U_{Б min}) / 2.

4.7. Найдите коэффициенты усиления каскада по

- току К_I = I_Кm / I_Бm;

- напряжению K_U = U_Кm / U_Бm;

- мощности K_P = K_I * K_U.

4.8. Коэффициент нелинейных искажений рассчитайте по отрезкам MO и ON линии нагрузки, построенной на выходных характеристиках, взятые в мм:

K_НИ = ((MO - ON) / (MO + ON)) * 100%.

Значение K_НИ берется по абсолютной величине.

4.9. Рассчитайте коэффициент полезного действия каскада

= (P_~ / P₀) * 100%,

где P_~ = Ѕ (I_Km * U_Km) - мощность полезного сигнала, Вт;

P₀ = I_K0 * E_K - мощность, потребляемая каскадом от источника питания. КПД каскада, работающего в режиме класса A, не превышает 25%, Вт.

4.10. Чтобы получить заданный режим работы каскада по постоянному току, необходимо рассчитать сопротивление резистора R_Б, осуществляющего смещение рабочей точки транзистора фиксированным током базы.

Из схемы, изображенной на рисунке 1,

R_Б = (E_K - U_Б0) / I_Б0,

где E_K - задано;

I_Б0, U_Б0 - возьмите из графиков на рисунках 2 и 3.

5. Результаты расчета

К_I = K_НИ =

K_U = =

K_P = R_Б =

Рис.2. Выходные характеристики транзистора

Рис.3. Входные характеристики транзистора

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Варианты заданий к контрольной работе

Таблица 1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Входные и выходные характеристики транзисторов

Размещено на Allbest.ru