Расчет оконечного каскада

4 Расчет оконечного каскада

 

4.1 Расчет рабочей точки

 

Для расчета рабочей точки найдем выходное напряжение, которое должен выдавать усилитель, воспользовавшись следующим соотношением:

(4.1)

Выразим из формулы (4.1) U_вых.:

Подставляя значения R_н=50(Ом), Р_вых.=20(Вт) получим:

Зная выходное напряжение, найдем выходной ток:

(4.2)

Так как значения выходного напряжения и тока высокие, то с целью максимального использования выходного транзистора усилителя по мощности, на выходе усилителя следует установить трансформатор импедансов 1/9 на длинных линиях [1]. Который уменьшает выходное напряжение в 3 раза и нагрузку в 9 раз.

Расчитаем рабочую точку двумя способами:

1.При использовании активного сопротивления R_k в цепи коллектора.

2.При использовании дросселя в цепи коллектора.

1.Расчет рабочей точки при использовании активного сопротивления R_k в цепи

коллектора.

Рис.4.1- Схема оконечного некорректированного каскада

Выберем R_к=R_н =6 (Ом).

Найдем выходной ток I_вых..

(4.3)

Ток в рабочей точке найдем по следующей формуле:

(4.4)

Напряжение в рабочей точке найдем по формуле:

(4.5)

Напряжение питания будет равно:

 

Построим нагрузочные прямые которые изображены на рисунке 4.2 для этого определим следующие параметры:

(4.6)

(4.7)

Рисунок 4.2 – Нагрузочные прямые по переменному и постоянному току

2. Расчет рабочей точки при использовании дросселя в цепи коллектора.

Схема каскада по переменному току приведена на рисунке 4.2.

 Рисунок 4.3.- Схема каскада по переменному току
Выходной ток будет равен:
Найдем ток и напряжение в рабочей точке:
Напряжение питания будет равно:

Определим потребляемую и рассеиваемую мощность транзистора:

(4.8)

(4.9)

Результаты выбора рабочей точки двумя способами приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

	Eп,(В)	Iко, (А)	Uкэо, (В)	Pрасс.,(Вт)	Pпотр.,(Вт)
С Rк	50.5	5	17.5	87.5	252.5
Без Rк	17.5	2.75	17.5	48.1	48.1

Из таблицы 4.1 видно, что для данного курсового задания целесообразно использовать дроссель в цепи коллектора.

Построим нагрузочные прямые, которые изображены на рисунке 4.4

Рисунок 4.4 – Нагрузочные прямые по переменному и постоянному току

4.2 Выбор транзистора

 

Для выбора транзистора необходимо чтобы его параметры удовлетворяли следующим условиям:

 (4.10)

где I_кдоп. – максимально - допустимый ток коллектора;

U_кэдоп. – максимально – допустимое напряжение на коллектор – эмиттере;

P_кдоп – максимально – допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе;

f_Т – максимальная граничная частота транзистора.

Из неравенства (4.10 ) определим значения допустимых параметров.

Исходя из полученных значений, выберем выходной транзистор КТ930Б с помощью справочника [2].

Транзистор имеет следующие допустимые параметры: