Графоаналитический расчет усилительного каскада на транзисторе
курсовая работа
на
тему
«Графоаналитический
расчет усилительного каскада на транзисторе»
по
дисциплине
«Информационно-измерительная
техника и электроника»
Вариант
№34
Содержание
1.
Задание на курсовую работу
.
Порядок проведения графоаналитического расчета
.1
Определение выходных параметров каскада
2.2
Определение входных параметров усилительного каскада
3.
Вольтамперная характеристика транзистора 2Т316
Список
использованной литературы
1. Задание на курсовую
работу
Рис. 1.1. Схема усилительного каскада с ОЭ
усилительный каскад транзистор мощность
Дано:
Ек =10 В - напряжение коллекторного
источника;
Iбо =400
мкА=0,0004 А - постоянная составляющая тока базы;
Rк =285
ОМ - сопротивление резистора в цепи коллектора;
∆f =0,8-10 кГц=800-10000 Гц - диапазон
частот входного сигнала;
Ркmax
=150 мВт=0,15 Вт - максимально допустимая мощность рассеивания для данного
транзистора.
В результате проведения графоаналитического
расчета требуется определить следующие параметры усилительного каскада:
Iко
- постоянную составляющую тока коллектора;
Uкэо
- постоянную составляющую напряжения коллектор-эмиттер;
Imк.
- амплитуду переменной составляющей тока коллектора;
Umкэ
- амплитуду выходного напряжения;
Рвых - выходную мощность;
Рко - мощность, рассеиваемую на
нагрузке постоянной составляющей коллекторного тока;
β - коэффициент
усиления по току;
Кu
- коэффициент усиления по напряжению;
Кр - коэффициент усиления по
мощности;
Uбэо
- напряжение смещения на базе транзистора;
Umбэ
- амплитуду входного сигнала;
Rвх
- входное сопротивление каскада;
Rб
- сопротивление резистора в цепи базы;
Ср - емкость разделительного
конденсатора.
2. Порядок проведения
графоаналитического расчета
2.1 Определение выходных параметров каскада
Она строится по двум точкам. Первая точка с
координатой Uкэ=
Ек =10 В при
Iк
= 0 расположена на оси абсцисс, вторая точка с координатой Iк
=
Ек / Rк=
=10/285=0,035 А=35 мА при Uкэ
= 0 расположена на оси ординат.
Определяем рабочую точку на пересечении линии
нагрузки с выходной характеристикой, соответствующей заданному значению
постоянной составляющей тока базы Iбо=0,4
мА.
Определяем значения постоянной составляющей тока
коллектора Iко=19,5
мА и постоянной составляющей напряжения коллектора Uкэо=4,15
В, как координаты рабочей точки.
На семействе выходных характеристик отмечаем по
обе стороны от рабочей точки две выходные характеристики, соответствующие
значениям базового тока Iбо
+
Imб
=0,0004+0,0002=0,0006=0,6 мА и Iбо
- Imб=0,0004-0,0002=0,0002=0,2
мА. По точкам пересечения этих двух характеристик с линией нагрузки определяем
величины максимального и минимального значений коллекторного тока Iкmax=27
мА и Iкmin=11
мА, а затем находим амплитуду переменной составляющей тока коллектора по
формуле
=0,008 А
Определяем амплитуду выходного
напряжения по формуле
Umкэ = Imк·Rк=0,008·285=2,28
В
Зная величины амплитуд коллекторного
и базового тока, можно рассчитать значение коэффициента усиления каскада по
току по формуле
=
Определяем выходную мощность каскада
по переменному току путем перемножения эффективных значений выходного тока и
выходного напряжения.
Рвых= 
=
Определяем мощность, потребляемую
каскадом по постоянному току.
Ро =Ек·Iко=10·0,0195=0,195
Вт
Определяем мощность, рассеиваемую на
коллекторе транзистора по формуле
Рко= Iко·Uкэо=0,0195·4,15=0,081
Вт=81 мВт
Полученную величину Рко
сравниваем с заданной величиной максимально допустимой мощности рассеивания для
данного транзистора. Условие Рко < Ркmax (81 мВт
< 150 мВт) выполняется.
.2 Определение входных параметров
усилительного каскада
Из семейства входных характеристик
выбираем характеристику, соответствующую значению рассчитанного ранее напряжения
Uкэо=4,15 В.
Если такой характеристики не окажется, необходимо самостоятельно провести ее,
пользуясь методом экстраполяции.
На той же входной характеристике
отмечаем точки, соответствующие максимальному и минимальному току базы, исходя из
того, что
Iбmax=Iбо + Imб=0,0004+0,0002=0,0006=0,6
мА
Iбmin.=Iбо - Imб=0,0004-0,0002=0,0002=0,2
мА.
На входной характеристике определяем
величины максимального Uбэmax и
минимального Uбэmin напряжений
база-эмиттер, соответствующие максимальному Iбmax и
минимальному Iбmin значениям
тока базы и по ним определяем амплитуду входного напряжения по формуле
Umбэ=
=
Определяем сопротивление резистора Rб,
обеспечивающее постоянное смещение на базе транзистора, по формуле
Определяем входное сопротивление
транзистора по переменному току по формуле
Rвх = 
Величину емкости разделительного
конденсатора Ср определяем по формуле
Ср = 
Коэффициент усиления по напряжению
определяем из выражения
Ku = 
Коэффициент усиления по мощности
усилительного каскада можно определить по формуле
Кр = β·Кu=40·
На этом графоаналитический расчет
усилительного каскада завершен.
3. Вольтамперная характеристика
транзистора 2Т316
СПИСОК использованной
ЛИТЕРАТУРЫ
.
Полупроводниковые приборы. Справочник, т. Х. Минэлектронпром, 1987.
.
Полупроводниковые приборы. Справочник, т. XIII.
Минэлектронпром, 1987.
.
Раннев Г.Г.,Сурогина В.А., и др. под ред. Раннева Г.Г.
Информационно-измерительная техника и электроника. М. «Академия», 2006,с.
59-61.