Материал: 9. Расчет электронных схем

Например, ток в рабочей точке . Задаемся отклонениями тока: и . Пусть транзистор имеет следующий разброс параметров: , . Подставляя эти значения в формулу, получим =8,5кОм.

Зная определяют напряжение смещения, создаваемое

Подставим данные, полученные в пункте а), получим

.

б) Величины определяют, исходя из следующих соображений. Для лучшей передачи нижних частот сопротивление в цепи затвора выбирают в пределах до 1- 2 мОм. Падение напряжения на за счет тока утечки затвора должно быть значительно меньше напряжения отсечки.

Выберем , тогда для обеспечения (см. пункт а) необходимо взять . Величину выбирают исходя из условия на частоте

в) Величину определяют, используя следующие соотношения

Обычно принимают тогда

г) Коэффициент усиления в области средних частот определяют по формуле

где - крутизна характеристики транзистора, которая имеет максимальное и минимальное значения в связи с разбросом параметров транзистора,

.

Следовательно, коэффициент усиления может изменяться и быть равным или

д) Величину емкости определяют, исходя из условия

или ,

где

Если в схеме усилителя напряжение смещения создается только на (без делителя), то

9. 3. Расчет частотных характеристик усилителя:

Построить ЛАЧХ и ФЧХ усилительного устройства, показанного на рис. 9.3.

Рис. 9.3. Схема усилительного устройства

Система уравнений, характеризующая поведение данной схемы имеет вид:

.

По первому закону Кирхгофа или

Подставив полученное выражение для тока в выражение для входного напряжения, получим

.

Передаточная функция усилительного устройства по выбранному входному возмущению имеет вид

,

где постоянные коэффициенты, содержащие суммы и произведения параметров элементов, входящих в состав усилительного устройства. Передаточную функцию рассматриваемой схемы можно записать в виде

,

где - коэффициент передачи цепи; постоянная времени цепи. Для получения частотных характеристик выполним замену ; тогда будем иметь

,

где

; .

Определим модуль и фазу полученной частотной характеристики:

;

;

.

Полученные выражения позволяют построить ЛАЧХ и ФЧХ рассматриваемой схемы.

Положим, что

при много меньше 1 ,

при много больше 1 .

Тогда в точке имеем

дБ.

Частота , при которой происходит изменение наклона асимптотической характеристики, называется частотой сопряжения или сопрягающей частотой.

На рис 9.4, а приведены реальная и асимптотическая логарифмические амплитудно-частотные характеристики рассматриваемой схемы.

Наклон асимптоты характеристики определяется изменением значения при увеличении частоты в 10 раз, т. е. на декаду. Он показывает на сколько децибел измениться при изменении частоты в 10 раз. Для рассматриваемого случая он составит - 20 дБ/дек.

а) б)

Рис. 9. 4. Асимптотическая ЛАЧХ (а) и ФЧХ (б) усилительного устройства.

Для построения ФЧХ (рис. 9.4, б) определим ее характерные точки:

для и ;

если , то ;

если , то .

Как видно из приведенных вычислений, на частоте изменение фазы в цепи достигает .

9. 4. Расчет усилителя с последовательной оос.

На основе заданного транзистора рассчитать каскад с последовательной ООС по току нагрузки из условия получения максимальной неискаженной амплитуды выходного напряжения при заданных ; и диапазоне температур .

Рис. 9. 5. Транзисторный каскад с цепью последовательной ООС по току нагрузки

1. Схема транзисторного каскада приведена на рис. 9. 5.

2. По первому закону Кирхгофа запишем уравнение

.

3. Зададим максимально допустимый ток коллектора из условия

,

где коэффициент запаса по коллекторному току; максимально коллекторный ток транзистора.

4. Определим соотношение и . Для этого запишем выражение для коэффициента усиления всего каскада

.

Так как и пологая много больше 1 и много больше находим

или .

5. Определим из выражения