Расчет входного каскада

3.3 Расчет входного каскада

Так как необходимо обеспечить большое входное сопротивление, выбираем схему на полевых транзисторах.

Выберем транзистор КП307А, с параметрами:

S=4мА/В (при U_СИ=10 В, U_ЗИ=0 В) - крутизна характеристики,

U_ЗИ.0ТС = 0,5В - напряжение затвор-исток отсечки,

I_З=5мА - ток утечки затвора,

I_C.НАЧ=3мА - начальный ток стока,

U_{СИ.МАКС}=27 В , U_{ЗС.МАКС}=27 В,

P_C.МАКС= 250 мВт.

Рассчитаем ток нагрузки:

Напряжение на нагрузке входного каскада:

Тогда мощность на нагрузке:

Из условия R_вх>5 кОм (по техническому заданию), выберем сопротивления R6 и R1:

R1=R6=R_вх/2=8000/2=4000 Ом

Рассчитаем ток и напряжение на входе:

Найдем коэффициент усиления:

Найдем ток стока:

I_CМАКС = I_CНАЧ = 3 мА

I_CМИН = 0,1 · I_CНАЧ = 0,3 мА

 мА

Найдем сопротивление R5:

По линейке номиналов подбираем R5=12 кОм

Напряжение U_ЗИ.0 выразим из соотношения I_C0 = I_CНАЧ = S·U_ЗИ.0 :

Определим токи на сопротивления R1 и R6:

Найдем сопротивления R2 и R4:

Найдем сопротивление R₃:

Из условия  получаем R3:

По линейке номиналов подбираем R3 = 62 Ом

4. Конструкторский расчет

 

4.1 Расчет разделительных конденсаторов

Определим величину разделительного конденсатора C₅

,

где - нижняя частота работы усилителя, М_ок – коэффициент частотных искажений оконечного каскада.

 

По промышленной линейке конденсаторов выберем: С₅ = 56 мкФ.

Найдем величину разделительного конденсатора C₄:

,

По промышленной линейке конденсаторов выберем С₄ = 2,7 мкФ.

Определим величину разделительных конденсаторов C₃ и C₂:

,

где R_ВХ– входное сопротивление каскада предварительного усиления.

 

По линейке конденсаторов выберем С₃=С₂=2,58 мкФ.

Определим величину разделительного конденсатора C₁:

,

где  – входное сопротивление входного каскада.

Ближайшим значением из промышленной линейки конденсаторов является 62 нФ.

Рассчитаем напряжение на конденсаторах:

В;

 В;

 В

По справочнику подбираем тип конденсаторов:

	Тип	Номинальное напряжение, В	Номинальная емкость, мкФ	Допуск, %
С1
С2
С3
С4
С5

4.2 Расчет мощности рассеиваемой на резисторах

Мощность, рассеиваемая на резисторах, определяется по следующей формуле:

,

где I – ток через резистор,

R – сопротивление резистора.

Рассчитаем эти мощности:

 мВт,

 мВт,

 мВт,

 мВт.

 мВт,

 мВт,

 мВт,

 мВт.

 мВт,

 мВт,

 мВт.

мВт,

При выборе резисторов, их мощность рассеяния будем брать в 1,5 - 2 раза больше полученной в расчетах.

4.3 Расчет общего тока потребления

Рассчитаем общий ток потребления усилителя. Для этого сложим токи от каждого каскада. Получаем:

 мА

 Вт

КПД усилителя равен:

%

Список литературы

1.  Войшвилло Г.В. Усилительные устройства: Учеб. для вузов.– 2-е изд.–М.: Радио и связь, 1983– 264 с.

2.  Остапенко Г. С. Усилительные устройства: Учеб. пособие для вузов.– М.: Радио и связь, 1989.– 400 с.: ил.

3.  Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учеб. для вузов.– М.: Горячая Линия-Телеком, 2000.– 768 с.:ил.

4.  Проектирование усилительных устройств: Учеб. пособие/ Под ред. Н.В. Терпугова. –М.: Высш. школа, 1982– 190 с.: ил.

5.  Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам./ Под ренд. Н.Н. Горюнова.– М.: «Энергия», 1997.– 744 с.: ил.

6.  Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам.– 9-е изд., перераб. –К.: Техника, 1980. –464 с.: ил.

7.  Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА./ Под ред. Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков. – Мн.: Беларусь, 1994. –591 с.: ил.

8.  Галкин В.И. Полупроводниковые приборы –2-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Беларусь, 1987. –285 с.: ил.