Расчет усилителя на одном транзисторе (Вариант 20)

Расчет усилителя на одном транзисторе (Вариант 20)

Дано:

Вариант	Тип транзистора МП40	H11э 900 Ом	H12э 8*10^-3 Ом	H21э 30 Ом
H22э 60*10^-6 Ом	Rk 1.7 кОм	Uэ 1.5 В	Fн 75 Гц	Pkmax 0.15 Вт

Также:

-Ток коллектора I_k=1mA

-Напряжение между коллектором и эмиттером U_кэ=5В в состоянии покоя

-R_н=R_вх

Расчитать:

-параметры остальных элементов схемы

-напряжения на этих элементах

-токи в этих элементах

-коэффициент усиления по напряжению в области средних частот К_о

Решение:

1. Падение напряжения на коллекторе

Uк=Iк*Rк=(1*10^-3)*(1.7*10³)=1.7В

2. Ток базы транзистора в состоянии покоя

I_Б=I_к/h_21э=(1*10^-3)/30=3.3*10^-5А

3. Ток делителя, протекающего по резисторам R₁ и R₂

I_Д=5*I_Б=5*3.3*10^-5=16.5*10^-5А

4. Напряжение питания схемы

Eк=Uкэ+Uк+Uэ=5+1.7+1.5=8.2В

5. Падение напряжения на резисторе R₂ делителя

U₂=U_Э+U_БЭ=1.5+0.2=1.7В (U_БЭ=0.2…0.3 для германиевых транзисторов)

6. Падение напряжения на резисторе R₁

U₁=E_К-U₂=8.2-1.7=6.5В

7. Сопротивление R₂ по закону Ома

R₂=U₂/I₂=1.7/16.5*10^-5=10.3кОм

8. Сопротивление R₁ найдем из

R₁=U₁/(I_Д+I_Б)=6.5/(16.5*10^-5+3.3*10^-5)=32.8кОм

9. R_ВХ усилителя получается как эквивалентное сопротивление R₁, R₂ и H_11Э

R_ВХ=((R₁*R₂/ R₁+R₂)*H_11Э) / ((R₁*R₂/ R₁+R₂)+H_11Э)=((32.8*10.3/32.8 +10.3)*0.9) / ((32.8*10.3/32.8 +10.3)+0.9)=807Ом

10. Сопротивление нагрузки берем равным входному (по условию задачи)

R_Н=R_ВХ=807Ом

11. Расчитываем сопротивление R_Э по закону Ома

R_Э=U_Э/(I_К+I_Б)=1.5/(1*10^-3+3.3*10^-5)=1.45 кОм

12. Емкость С_Э находим по формуле

С_Э=1/(2п*f_н*R_Э), где R_Э=H_12Э/H_22Э

R_Э=8*10^-3/60*10^-6 =133 Ом

С_Э=1/(2п*75*133)=15.9*10^-6Ф

13. Емкость разделительного конденсатора на входе схемы

C_Б=1/(2п*f_Н*R_ВХ)=1/(2п*75*807)=2.6*10^-6Ф

14. Емкость разделительного конденсатора на выходе схемы

С_К=1/(2п*f_Н*R_Н)=1/(2п*75*807)= 2.6*10^-6Ф

15. Коэффициент усиления по напряжению в области средних частот

К₀=(H_21Э*R_КН)/H₁₁, где R_КН – эквивалентное трем параллельно включенным резисторам

R_К, R_Н и R_ВЫХ, при этом R_ВЫХ=1/h_22Э=1/60*10^-6=16кОм

R_КН=((1.7*0.807)/(1.7+0.807)*16) / ((1.7*0.807)/(1.7+0.807)+16)=527Ом

К₀=(30*527)/900=17.5

16. Рассеиваемая мощность на коллекторе

P_К=U_КЭ*I_К=5*1*10^-3=0.005Вт (PКMAX>PК, условие выполняется, все отлично)

17. Мощности выделяемые на R_К и R_Э

P_RK=1.7*1*10^-3=0.0017Вт

P_RЭ=1.5*(1*10^-3+3.3*10^-5)=0.0015Вт

18. Принцип усиления основан на соотношении

ΔU_н/ ΔU_у>>1 и Δi_н/Δi_у>>1

Напряжение на коллекторном резисторе является выходным напряжением. Обычно равняется нескольким килоомам.

Резисторы в делителе R1 и R2 (базовые) служат для создания оптимизации тока и напряжения. Их величина обычно десятки килоом.

Дата добавления: 2015-08-27