Разработка структурной и принципиальной схемы устройства. Расчет двухкаскадной схемы усилителя низкой частоты с использованием полевого и биполярного транзисторов. Выбор навесных элементов и определение конфигурации пленочных элементов усилителя частоты.
Аннотация к работе
Курсовое проектирование является важным этапом в освоении изучаемого предмета, позволяющим применить на практике знания, полученные в процессе проработки лекционного курса. Проектирование заключается в разработке и полном расчете электрической схемы гибридной интегральной схемы (ГИС) - усилителя электрических сигналов низкой частоты (УНЧ).В общем случае техническому заданию соответствует двухкаскадная схема усилителя с использованием полевого и биполярного транзисторов. Обобщенная структурная схема разрабатываемого устройства состоит из следующих блоков: - Входной узел. Служит для согласования между источником сигнала и первым каскадом усилителя. Коэффициент передачи рассчитывается исходя из коэффициентов передачи всех остальных каскадов. Должен обеспечить малое выходное сопротивление разрабатываемого устройства и достаточную амплитуду выходного сигнала.С учетом комплекса требований ТЗ к разрабатываемому устройству выберем двухкаскадную схему с непосредственной связью между каскадами. Первый каскад предлагается выполнить на полевом транзисторе включенном в схему с общим истоком (ОИ), такое включение позволит выполнить требования ТЗ по входному сопротивлению, получить в первом каскаде достаточное усиление и низкий коэффициент шума всего усилителя. Так как выходной каскад имеет коэффициент усиления достаточно близкий к единице, но все же меньше, а входной и выходной узлы не являются активными каскадами, зададим ориентировочно произведение : Ориентировочно определим коэффициент усиления первого каскада: (4) В нашем случае , коэффициент усиления каскада в большей степени определяется величиной и для расчета коэффициента усиления воспользуемся формулой: , (8) где - крутизна в рабочей точке. Подставив значения в формулу (8) получим коэффициент усиления напряжения первого каскада: Расчет второго каскада: Основная задача второго каскада - согласование сопротивления нагрузки с высоким выходным сопротивлением предшествующего каскада и обеспечение необходимой мощности.Выбор навесных элементов: В разрабатываемой интегральной микросхеме навесными элементами являются транзисторы VT1 и VT2 с размерами: 2П201А-1: 2Т370А-1: Резистор R1, который определяет входное сопротивления устройства выбираем из стандартного ряда ряд Е24, R3 =330 КОМ с размерами: L=6мм, В=2,2 мм Навесные элементы необходимо устанавливают не ближе 500мкм от пленочных элементов и не ближе 600мм от контактных площадок; минимально допустимое расстояние между навесными элементами 300 мкм. Длина проволочных выводов навесных элементов допускается от 600 мкм до 5 мм. Расчет пленочных резисторов: Расчет максимальной рассеиваемой мощность каждого резистора и выбор конфигурации и размера. , (25) где Ii - ток, протекающий через резистор.АЧХ в области нижних частот: Расчет относительного коэффициента усиления в области нижних частот проведем по формуле: (30) АЧХ в области верхних частот: Определим относительный коэффициент усиления на частотах: , , , , (31) Для частоты : Результаты дальнейших расчетов сведены в таблицу 3.
План
СОДЕРЖАНИЕ
Техническое задание
Введение
1. Разработка структурной схемы
2. Разработка принципиальной схемы
3. Разработка интегральной микросхемы
3.1 Выбор навесных элементов и расчет конфигурации пленочных элементов
3.2 Расчет амплитудно-частотной характеристики
Список литературы
Список литературы
1. Методические указания. Новосибирск. 2006.
2. Ефимов И.Е., Горбунов Ю.И., Козырь И.Я. Микроэлектроника. Проектирование, виды микросхем, новые направления. -М.: Высшая школа, 1978.
3. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники: учебное пособие для вузов. - М.: сов. Радио, 1980.
4. Справочник под редакцией Перельмана Б. Л. «Транзисторы для аппаратуры широкого применения» - М: «Радио и связь» 1981
5. Игнатов А. Н., Калинин С. В., Савиных В. Л. Основы электроники. Учебное пособие. Новосибирск 2005.