Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром и транзисторного усилителя

МАТИ - Российский Государственный Авиационный Технологический

Университет им. К. Э. Циолковского

Кафедра “Микропроцессорные системы, электроника и электротехника”

Курсовая работа

“Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром и транзисторного усилителя”

по дисциплине “Схемотехника”

Группа: 6ПВК-II-28

Студент: Гаврилин Дмитрий

Вариант: А-4

Выполнил “ “ 199 г.

Сдано на кафедру “ “ 199 г.

Проверил “ “ 199 г.

Группа: 6ПВК-II-28

Студент: Гаврилин Дмитрий

Вариант: А-4

1.1 Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром.

1.2 Расчётная схема


согласно варианту:

1.3 Исходные данные согласно варианту:

Примечание: Uнср
- среднее напряжение на нагрузке; Iнср
- средний ток через нагрузку; qф
- коэффициент пульсации выпрямителя с фильтром.

Значения коэффициентов расчета электрических величин.

	Коэффициенты расчета
Вид выпрямителя	К1	К2	К3	К4	m	q
Двухполупериодный	1.57	1.57	1.10	0.80	2.00	0.67

Примечание. К1
- коэффициент расчета Uд
max
; К2
- коэффициент расчета Iд
max
; К3
- коэффициент расчета U2
; К4
- коэффициент расчета Pp
; m - номер основной гармоники (гармоники наинизшей частоты) выпрямленного тока; q - коэффициент пульсации выпрямителя без фильтра.

1.4 Расчёт сопротивления нагрузки RН
и средней мощности

P

н

, выделяемой на нагрузке.

1.

5

Расчёт максимального обратного напряжения на диоде

U

д

max

и максимального прямого тока через диод

I

д

max

.

1.

6



Расчёт действующих значений напряжений на первичной U1
и вторичной U2
обмотках трансформатора, коэффициента трансформации по напряжению

n

U

,


потребляемой мощности трансформатора Pp
.

1.

7

Расчёт коэффициента фильтрации

S

кф

и ёмкости фильтра Сф
.

1.

8

Расчёт постоянной времени

t
ф

переходного процесса в фильтре

1.9 Выбор полупроводникового диода по результатам расчета.

В соответствии с полученными результатами был выбран выпрямительный диод (кремниевый) из «Справочника по электронике»

	Ток, мА		Напряжение, В
Тип выпрямительного диода	максимальный средний выпрямительный Iвп.ср. ma , мА	постоянный обратный ток Iорб , мА	максимальное постоянное обратное Uобр. max , В	постоянное прямое Uпр , В	Диапазон рабочих температур
КД202А	5*103	0.8	35	0.9	-60 ¸ +130

1.10 Графики работы выпрямителя с фильтром по расчётным данным


в масштабе.

Группа: 6ПВК-II-28

Студент: Гаврилин Дмитрий

Вариант: А-4

2.1

Расчёт транзисторного усилителя

2.2 Расчётная схема транзисторного усилителя .

На схеме обозначены:

Uп
- постоянное напряжение питания усилителя;

Rк
- резистор в цепи коллектора;

Rэ
- резистор в цени обратной отрицательной связи по т

оку;

Cэ
- конденсатор, шунтирующий резистор Rэ
по переменному ток;

RБ1
,RБ2
- резисторы делителя напряжения а цепи базы;

CР1
,CР2
- разделительные конденсаторы в цепях входного и выходного сигналов, соответственно;

Rн
- резистор нагрузки;

Eвх
- действующее значение ЭДС источника входного сигнала;

Uвх
- действующее входное синусоидальное напряжение (входной сигнал);

Uвых
- действующее выходное синусоидальное напряжение (выходной сигнал);

iк
- ток коллектора;

iБ
- ток базы;

iЭ
- ток эмиттера;

iн
- ток нагрузки.

2.3 Исходные данные для расчёта согласно варианту.

Uп
= 20 В (напряжение питания), ¦В
= 3.
104
Гц (высшая частота полосы частот усиливаемого сигнала) , I км
= 0.03 А; Евх
=0.01 в;

R н
= 800 Ом

2.4 Предварительный выбор транзистора по таблице 6.

Используются неравенства

Iкм
< I’ км
; Uп
< U’ кэм
; ¦в
< ¦ гр

(где Iкм
- максимальный ток коллектора транзистора; Uп
- постоянное напряжение питания усилителя; ¦в
- верхняя рабочая частота усилителя.)

Так как для транзистора КТ-801 , который имеет параметры

I’ км
= 2 ; U’ кэм
=60 ; ¦ гр
=107
, неравенства выполняются , то

выбираем транзистор КТ-801 (0.03 < 2; 20 < 60; 3 .
104
< 107)

Значения параметров транзистора

(справочные данные)

	Тип	I’км , А	U’кэм , В	P’км , Вт	¦r , Гц	h11 , Ом	h21 , -	h12 , -	h22 , См
5	КТ801	2.00	60	5.00	107	100	60	0.005	10-1

2.

5

Расчет параметров режима покоя

а) Коллекторный ток покоя;

Iкп
= 0.5 Iкм
= 0.5 .
0.03 = 0.015 А

б) Ток покоя базы

где h 21
- коэффициент усиления по току из таблицы 6.

в) Ток покоя эмиттера;

IЭП
= IКП
+ IБП
= 0.015 + 0.00025 = 0.01525 А

г) Напряжение покоя эмиттера (эмиттер - масса);

UЭП
= (0.1 ¸ 0.2) / UП
= 0.2 / UП
= 0.2 / 20 = 0.01 В

д) Напряжение покоя коллектора - эмиттера;

UКЭП
=0.5*UП
- UЭП
=10-0.01=9.99 В

е) Мощность, выделяемая на транзисторе в режиме покоя(мощность рассеяния);

PТП
=UКЭП
*IКП
=9.99*0.015=0.149 Вт

2.

6

Расчёт цепи

R
Э

, СЭ
обратной отрицательной связи по постоянному току;

а) Расчёт Rэ (сопротивление резистора в цепи обратной отрицательной связи)

б) Расчёт Сэ (емкость конденсатора в цепи обратной отрицательной связи)

2.7 Проверка правильности выбора трансформатора по мощности рассеяния, используя неравенство

PТП
< P
’


КМ


( где P
’

КM

=
5
Вт из таблицы
6
для транзистора КТ-801, а
P
ТП

= 0.
1
49 из расчетов)

0.
1
49< 5
.00

неравенство выполняется следовательно транзистор выбран правильно .

2.8 Расчёт сопротивления

RK

в цепи коллектора

.

2.9 Расчёт сопротивлений

R
Б1

,
R
Б2


делителя напряжения в цепи базы и напряжения смещения

U

БЭП

Rб1
= h21
.
RК
= 60 .
1300= 78000 = 78 кОм

Rб2
» 0.25 .
Rб1
= 0.25 .
78000 = 19.5 кОм

Напряжение смещения на базе

UБЭП
= URБ1
- UЭП
= 4 - 0.01 = 3.99 В

2.10 Расчёт коэффициентов усиления усилителя .

а) По напряжению

где , h21
=60 - коэффициент усиления по току транзистора

h11
=100 - входное сопротивление транзистора

h22
=10-1
- выходная проводимость транзистора из таблицы 6.

б) По току

K i
= h21
= 60

в) По мощности

2.11 Расчёт входного

R
ВХ

и выходного

R
ВЫХ

сопротивлений усилителя

Ом

2.12 Расчёт выходного напряжения

2.13 Построение входной

, выходной

и переходной

характеристик в масштабе

2.14 Построение в масштабе временных графиков процесса усиления с использование исходных и расчетных данных и характеристик, построенных в п.

2

.10.

При этом