Усилительный каскад с применением транзистора как основа электроники. Расчет импульсного усилителя напряжения с определенным коэффициентом усиления. Выбор схемы усилителя и транзистора. Рабочая точка оконечного каскада. Расчет емкостей усилителя.
В электронных устройствах транзисторы могут включаться по схеме с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Наилучшими усилительными свойствами (усиление тока, напряжения и мощности) обладает транзистор в схеме с ОЭ. Кроме того, в схеме с ОБ транзистор имеет сравнительно малое входное и большое выходное сопротивление, что затрудняет согласование каскадов. В схеме с ОК транзистор тоже обеспечивает меньшее усиление мощности. Однако в схеме с ОК транзистор имеет сравнительно большое входное и небольшое выходное сопротивления, и поэтому схема с ОК часто применяется в качестве согласующего каскада между источником сигнала с высокоомным выходным сопротивлением и низкоомной нагрузкой.Импульсный усилитель напряжения является предварительным усилителем сигнала, обеспечивающим нормальную работу УМ. Для расчета импульсного усилителя необходимо иметь следующие исходные данные: напряжение питания Ek=8 (В); Данный усилитель должен содержать 2 каскада. Коэффициент усиления каскада характеризует статический коэффициент передачи тока h21Э, который также характеризует усилительные свойства транзистора. Численное значение этого параметра показывает, во сколько раз ток коллектора больше вызвавшего его тока базы.Для выбора транзистора также необходимо рассчитать его предельную частоту: (3) где t`ф - длительность фронта импульса, приходящаяся на один каскад, рассчитываемая по формуле: Исходя из этих параметров и учитывая, что на практике транзистор необходимо выбирать с большей предельной частотой, так как с повышением частоты входного сигнала коэффициент h21э транзистора уменьшается, из справочника был выбран транзистор КТ315А, обладающий следующими характеристиками: h21Эмин=20;Определение рабочей точки для первого каскада было произведено графоаналитическим методом. Рабочая прямая проходит через точки Uкэ=Ek и Ік=Ек?Rн и пересекает графики выходных характеристик (токи базы). Для достижения наибольшей амплитуды при расчете импульсного усилителя рабочая точка была выбрана ближе к наименьшему напряжению т.к у оконечного каскада импульс будет отрицательный.Формула (4) в последствии понадобится для вычисления коэффициента усиления каскада без отрицательной обратной связи (ООС). Для расчета усилителя по переменному току необходимо первоначально по формулам (8) и (9) вычислить значения коэффициента усиления каскада без отрицательной обратной связи и требуемого коэффициента усиления соответственно. Глубина обратной связи каскада g рассчитывается по формуле (10). По формуле (11), рассчитываем сопротивление, обеспечивающее отрицательную обратную связь: (11) где g определяется формулой (10). Разделительное сопротивление R1 вычисляется по формуле: Входное сопротивление рассчитывается по формуле: 1.4 Расчет первого каскада усилителяДля определения емкостей конденсаторов, обеспечивающих допустимый спад импульса необходимо рассчитать соотношение перераспределения искажений по емкостям: где ? - относительный спад вершины равный 0,01, ?В - равный 0,05Рассеивающие мощности резисторов, приведенные в таб.1, вычисляется по формуле: Таблица 1.В процессе проведенной работы по начальным параметрам была рассчитана схема двухкаскадного импульсного усилителя.
План
Содержание
Введение
1. Расчет импульсного усилителя
1.1 Выбор схемы усилителя
1.2 Выбор транзистора
1.3 Расчет оконечного каскада
1.3.1 Рабочая точка оконечного каскада
1.3.2 Расчет сопротивлений оконечного каскада
1.4 Расчет первого каскада усилителя
1.4.1 Рабочая точка первого каскада
1.5 Расчет емкостей усилителя
1.6 Расчет рассеивающих мощностей резисторов
Заключение
Приложения
Введение
В настоящее время нет ни одной области науки и техники, где не применялась бы электроника. А основой электроники на сегодняшний день является усилительный каскад, основанный на применении транзистора. Они могут быть успешно использованы не только в классе устройств, для которых они разработаны, но и во многих других устройствах.
В электронных устройствах транзисторы могут включаться по схеме с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК). Наилучшими усилительными свойствами (усиление тока, напряжения и мощности) обладает транзистор в схеме с ОЭ. В схеме с ОБ усиление мощности сравнительно меньше, чем в схеме с ОЭ. Кроме того, в схеме с ОБ транзистор имеет сравнительно малое входное и большое выходное сопротивление, что затрудняет согласование каскадов.
В схеме с ОК транзистор тоже обеспечивает меньшее усиление мощности. Однако в схеме с ОК транзистор имеет сравнительно большое входное и небольшое выходное сопротивления, и поэтому схема с ОК часто применяется в качестве согласующего каскада между источником сигнала с высокоомным выходным сопротивлением и низкоомной нагрузкой. Наиболее же часто в электронных устройствах применяется включение транзистора по схеме с ОЭ.
При разработке, изготовлении и эксплуатации полупроводниковых приборов следует принимать во внимание их специфические особенности. Высокая надежность радиоэлектронной аппаратуры может быть обеспечена только при учете таких факторов, как разброс параметров транзисторов, их температурная нестабильность и зависимость параметров от режима работы, а также изменение параметров транзисторов в процессе эксплуатации.
Под воздействием различных факторов окружающей среды некоторые параметры, характеристики и свойства транзисторов могут изменяться. Для герметичной защиты транзисторных структур от внешних воздействий служат корпуса приборов.
Все большее распространение получают так называемые бескорпусные транзисторы, предназначенные для использования в микросхемах и микросборках. Кристаллы таких транзисторов защищены специальным покрытием, но оно не дает дополнительной защиты от воздействия окружающей среды.
При конструировании устройств необходимо стремиться обеспечить их работоспособность в возможно более широких интервалах изменений важнейших параметров транзисторов. Разброс параметров и их изменение во времени при конструировании могут быть учтены расчетными методами или экспериментально - методом граничных испытаний.
Вывод
В процессе проведенной работы по начальным параметрам была рассчитана схема двухкаскадного импульсного усилителя. Усилитель построен по схеме с общим эмиттером на транзисторах КТ315А (кремниевый n-p-n типа) и обеспечивает коэффициент усиления по напряжению К=250. Схема содержит резисторы МЛТ ОЖО.467.104ТУ: R1=820 (Ом), R2=6,8 (КОМ), R3=2 (КОМ), R4=160 (Ом), R5=120 (Ом), R6=20 (КОМ), R7=2 (КОМ), R8=56 (Ом), конденсаторы ТКЕ ОЖО.461.093ТУ С1=С2=С4=0,12 (МКФ), С3=1 (МКФ).
Таким образом, задание на курсовую работу выполнено в полном объеме.
Список литературы
В.В. Богданов. Расчет усилительных схем на дискретных элементах: Методические указания. - Пенза, 1991. -18 с.
Н.И. Чистяков. Справочник радиолюбителя - конструктора. - Москва, 1983. - 560 с.
Горюнов Н.Н., Клейман А.Ю., Комков Н.Н. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам. - Москва, 1976. -744 с.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
