Обоснование и расчет резистивного усилительного каскада на биполярном транзисторе с общим эмиттером, с фиксированным напряжением смещения и термостабилизацией режима - Курсовая работа

В первою очередь это объясняется с нелинейным характером характеристик используемых элементов, относительно большим разбросом их параметров, а также сильным влиянием различных внешних факторов (в первую очередь температуры окружающей среды и самих элементов). Целью данной работы является расчет параметров усилительного каскада с общим эмиттером, работающим в классе А с температурной стабилизацией, который проводится графоаналитическим методом с использованием h параметров транзистора.Биполярный транзистор, это полупроводниковый прибор, состоящий из двух p-n переходов и имеющий три вывода. Биполярный транзистор (далее просто транзистор) состоит из трех чередующихся областей полупроводников, имеющих проводимость p и n типов (рис.1.1). Условные графические обозначения (УГО) транзисторов обоих типов приведены на рис.1.2 Выводы транзистора называются: Э - эмиттер, Б - база и К - коллектор. Концентрация основных носителей заряда в базе значительно меньше, чем в эмиттере и коллекторе, поэтому в базе рекомбинирует1 малая часть зарядов из эмиттера, кроме того, база выполняется достаточно узкой и основное количество зарядов, попавшее в базу из эмиттера, уже имея достаточно высокую скорость и получая дополнительное ускорение от поля перехода база-коллектор, пролетает в коллектор, создавая ток коллектора Ік, значительно превышающий ток базы Іб.В зависимости от того, какой вывод транзистора подключен одновременно ко входу и выходу схемы, различают три схемы включения транзистора - с общим эмиттером (ОЭ), общей базой (ОБ) и общим коллектором (ОК). Входные характеристики (рис.1.5, а) показывают зависимость тока базы (Іб) от напряжения между базой и эмиттером (UБЭ), при постоянном напряжение, приложенному к коллектору (UКЭ).Транзистор является весьма сложным прибором и не может быть полностью описан одной - двумя величинами (как, например, резистор или конденсатор), характеризующие его зависимости (например приведенные на рис.1.5) имеют сложный и нелинейный характер, поэтому для транзистора применяют различные схемы замещения - математические модели, характеризующие некоторые его свойства с заданной точностью и в определенных пределах. Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, работающим в малосигнальном2 (линейном) режиме, наибольшее распространение получила схема замещения, приведенная на (рис.1.6). Мы рассматриваем работу усилительного каскада в малосигнальном (линейном) режиме, поэтому мы можем представить транзистор в виде активного линейного четырехполюсника, который характеризуется входными (U1, I1) и выходными (U2, I2) токами и напряжениями. При расчете усилителей с общим эмиттером наибольшее распространение получили h-параметры, связывающие токи и напряжения с помощью следующей системы линейных уравнений: В соответствии с рисунком 1.7 и учитывая, что для усилителя входными и выходными сигналами являются приращения соответствующих токов и напряжений, запишем эту систему уравнений в следующем виде: Приравнивая к нулю ?IБ (режим холостого хода на входе) и ?UКЭ (режим короткого замыкания на выходе) мы сможем рассчитать h-параметры: Следует отметить, что если изменение величины равно нулю, то эта величина не изменяется т.е. h12 и h22 рассчитываются при постоянном значении тока базы (ІБ= const) а h11 и h21 при постоянном значении напряжения на коллекторе (UКЭ = const).При расчете h-параметров необходимо обратить внимание на то, что каждой точке характеристики соответствуют три величины: для входной характеристики - ІБ, UБЭ и UКЭ; Для входных характеристик, обычно, строятся две зависимости ІБ (UБЭ) для двух значений UКЭ (в основном это 0 и 5В), для выходных - зависимости Ік (UКЭ) для разных значений ІБ, различающихся на величину ?IБ, которая имеется в справочных данных на транзистор. Расчет параметра h11 (рис.1.9, а) производится следующим образом: на одной из имеющихся входных характеристик (соответствующих выбранному напряжению на коллекторе UКЭ = const) выбирается линейный (или максимально близкий к нему) участок и на нем две точки (точки 1 и 2 на рис.1.9,а). Разность напряжений базы, соответствующих этим точкам, даст нам ?UБЭ = UБЭ2-UБЭ1, а разность соответствующих значений тока - изменение тока базы ?IБ= ІБ2-ІБ1. При расчете параметра h12 (рис.1.9, б), мы выбираем значение тока базы, для которого будем производить расчет (т.е. обеспечиваем выполнение условия ІБ= const), и на двух кривых, построенных для разных значений напряжения коллектора, отмечаем соответствующие этому току точки (точки 3 и 4 на рис.1.9,а).Применяемые на практике усилители являются достаточно сложными устройствами, которые содержат в себе несколько усилительных каскадов, обеспечивающих не только усиление входного сигнала, но и согласование с источником и нагрузкой. В общем случае усилитель состоит из входного каскада (с коэффициентом усиления КВХ), одного или нескольких каскадов предварительного усиления (КПУ1. Различают три коэффициента усиления - коэффициент усиления по напряжению, току и мощности: Исходя из определения усилителя

Оглавление

Реферат

Оглавление

Введение

Глава 1. Теоретическое введение

1.1 Биполярный транзистор

1.1.1 Принцип работы биполярного транзистора

1.1.2 Включение транзистора по схеме с общим эмиттером

1.1.3 Схема замещения биполярного транзистора. Транзистор как четырехполюсник

1.1.4 Расчет h - параметров

1.2 Усилительной каскад с общим эмиттером (ОЭ)

1.2.1 Усилители

1.2.2 Усилительный каскад с ОЭ

1.2.3 Режим работы по постоянному току

1.2.4 Термостабилизация усилительного каскада

1.2.5 Графоаналитический метод расчета усилительного каскада

Глава 2. Порядок расчета

2.1 Расчет параметров транзистора. Исходные данные к курсовому проэкту

2.2 Расчет усилительного каскада по постоянному току

2.3 Расчет параметров элементов усилителя

2.4 Моделирование схемы усилителя

2.5 Определение параметров усилительного каскада

Список использованои (цитированной) литературы

Приложение 1

Приложение 2

Приложения 3