Расчет рабочей точки

2.1 Расчет рабочей точки

Исходные данные для курсового проектирования находятся в техническом задании.

Средне статистический транзистор даёт усиление в 20 дБ, по заданию у нас 25 дБ, отсюда получим, что наш усилитель будет иметь как минимум 2 каскада. Однако исходя из условия разной полярности входного и выходного сигнала число каскадов должно быть нечетным, следовательно число каскадов составит 3.

Структурная схема многокаскадного усилителя представлена на рис.2.1

Рисунок 2.1 - Структурная схема усилителя

По заданному напряжению на выходе усилителя рассчитаем напряжение коллектор эмиттер и ток коллектора (рабочую точку).

Iко=

Uкэо=

Рассмотрим два варианта реализации схемы питания транзисторного усилителя: первая схема реостатный каскад, вторая схема дроссельный каскад.

Дроссельный каскад:

Схема дроссельного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Схема дроссельного каскада

Rн=75 (Ом).

Расчетные формулы:

(2.1)

(2.2)

(2.3)

(2.4)

Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко.

Eп = Uкэо = 4В

Pвых =  Вт

Pпотр =  Вт

η =

Резистивный каскад:

Схема резистивного каскада по переменному току представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Схема резистивного каскада

Rк=75(Ом), Rн=75 (Ом), Rн~=37,5 (Ом).

Исходя из формул 2.1 - 2.4 вычислим напряжение Uкэо и ток Iко.

Eп = Iко*Rк+Uкэо = 8,4В

Pвых =  Вт

Pпотр =  Вт

η =

Результаты выбора рабочей точки двумя способами приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

	Eп,(В)	Iко, (А)	Uко, (В)	Pвых.,(Вт)	Pпотр.,(Вт)	PRк,(Вт)	η
Rк	8,4	0,0587	4	0,107	0,496	0,255	0,22
Lк	4	0,0293	4	0,107	0,117		0,91

3. Выбор транзистора

Выбор транзистора осуществляется с учётом следующих предельных параметров:

1.    P_Rк ≤ P_{к доп}*0,8

2.    I_ко ≤ 0,8*I_{к max}

3.    f_в(10-100) ≤ f_т

4.    U_кэо ≤ 0,8*U_{кэ доп}

Исходя из данных технического задания. Тогда верхняя граничная частота оконечного каскада:

(3.1)

fТ>(10..100) f_в,

fT=140МГц.

Этим требованиям полностью соответствует транзистор 2Т602А. Параметры транзистора приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Параметры используемого транзистора

Наимено-вание	Обозначение	Значения
Ск	Емкость коллекторного перехода	4 пФ
Сэ	Емкость эмиттерного перехода	25 пФ
Fт	Граничная частота транзистора	150 МГц
Βо	Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ	20-80
Tо	Температура окружающей среды	25оС
Iкбо	Обратный ток коллектор-база	10 мкА
Iк	Постоянный ток коллектора	75 мА
Тперmax	Температура перехода	423 К
Pрас	Постоянная рассеиваемая мощность (без теплоотвода)	0,85 Вт

Далее рассчитаем выберем схему термостабилизации.

4. Расчет схемы термостабилизации

4.1 Эмиттерная термостабилизация

Эмиттерная стабилизация применяется в основном в маломощных каскадах, и получила наиболее широкое распространение. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Схема эмиттерной термостабилизации

Расчёт произведем поэтапно: