Расчет элементов усилителя напряжения низкой частоты
Амплитуда входного сигнала 1 мВ
Сопротивление генератора входного сигнала 5 кОм
Амплитуда выходного сигнала 5 В
Сопротивление нагрузки 3 кОм
Нижняя граница усиления 50 Гц
Верхняя граница усиления 15000 Гц
Коэффициент частотных искажений 1,4
Напряжение питания 15¸20 В
Коэффициент усиления:
Получить такой коэффициент усиления на одном каскаде невозможно, поэтому необходимый усилитель реализуем последовательным включением усилительных каскадов на основе транзисторов p-n-p структуры, включенных по схеме с ОЭ. При этом перераспределение усиления будет следующим: 1 каскад – 100, 2 каскад – 50.
Выбор транзистора КТ3107Е
| Наименование | Обозначение | Значение | |
| Min. | Max. | ||
| Статический коэф. передачи тока | 120 | 220 | |
| Граничная частота коэффициента передачи тока | 200 Мгц | ||
| Напряжение насыщения база – эмиттер | 0.8 В | 1 В | |
| Напряжение насыщения база – эмиттер | 0.2 В | 0.8 В | |
| Емкость коллекторного перехода, при Uкб
=10 В |
7 пФ | ||
Максимально допустимые параметры
| Наименование | Обозначение | Значение |
| Постоянное напряжение коллектор – база | Uкб
max |
25 В |
| Постоянное напряжение коллектор – эмиттер | Uкэ
max |
20 В |
| Постоянный ток коллектора | Iк max | 100 мА |
| Постоянная рассеиваемая мощность коллектора | Pк max | 300 мВт |
Выберем напряжение питания усилителя: .
Расчет усилительного каскада на транзисторе структуры p-n-p, включенного по схеме с ОЭ по постоянному току (2-й каскад).
Из графика семейства характеристик (см. рис. 2) выберем рабочую точку:
Т.к. R9 – (сопротивление нагрузки) равен 3 кОм, то R7 определяется формулой:
R7=7.5 кОм
Находим ток коллектора 2-го транзистора:
IК
=0.93 mA
Находим ток базы 2-го транзистора:
IБ
=7.75*10-3
mA
Находим ток эмиттера 2-го транзистора:
IЭ
=0.938 mA
Зададим UЭ
=1V
R8=1.07 кОм. Находим напряжение базы 2-го транзистора:
Uб
=1.7 V
Найдем ток через RБ
I=38.75*10-3
mA
R6=43.9 кОм
R5=343.7 кОм
Расчет усилительного каскада на транзисторе структуры p-n-p, включенного по схеме с ОЭ по постоянному току (1-й каскад).
Найдем Rн
(нагрузки)
RН
=38.9 кОм
Отсюда найдем R3
R3=13.46 кОм
Выберем рабочую точку .
Находим ток колектора 1-го транзистора:
IК
=0.52 mA
Находим ток базы 1-го транзистора:
IК
=4.3*10-3
mA
Находим ток эмиттера 2-го транзистора:
IЭ
=0.524 mA
Зададим UЭ
=1V
R3=1.91 кОм
Находим напряжение базы 2-го транзистора:
Uб
=1.7 V
Найдем ток через RБ
I=21.5*10-3
mA
R2=79.1 кОм
R1=325.6 кОм
Расчет емкостей
Коэффициент передачи 1-й цепочки:
Отсюда С1
С1=19.5 нФ
С2=31.9 нФ
С3=12.4 мкФ
С4=0.4 мкФ
С5=12.4 nF
Литература
1. Ю.С. Забродин «Промышленная электроника», М.: изд-во Высшая школа, 1982 г.
2. В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев «Электроника», М.: изд-во Высшая школа, 1991 г.
3. Справочник «Транзисторы для аппаратуры широкого применения», под ред. Б.Л. Перельман, М.: Радио и связь, 1981 г.
4. Дж. Фишер, Х.Б. Гетланд «Электроника: от теории к практике», пер. с анг. А.Н. Мошкова, М.: Энергия 1980 г.
5. И.П. Степаненко «Основы теории транзисторов и транзисторных схем»