Материал: Расчет и проектирование импульсного усилителя

Выберем ток делителя .

Используя семейство входных статистических ВАХ транзистора, по известному току  и напряжению  находим напряжение в рабочей точке  (рис. 5.1.1.).

Рис. 5.1.1. Выбор напряжения база - эмиттер в рабочей точке.

.

По известному току делителя и напряжению база - эмиттер в рабочей точке находим сопротивление резисторов делителя, обеспечивающие это напряжение:

Округлим до ближайшего номинального значения .

Округлим до ближайшего номинального значения .

В итоге получили следующие параметры:

,

По рассчитанным параметрам элементов стабилизации режима работы транзистора следует рассчитать величину относительной нестабильности тока коллектора:

где  - абсолютное изменение тока коллектора при изменении температуры кристалла транзистора; - абсолютное изменение напряжения база - эмиттер при изменение температуры перехода на величину  ;  - абсолютное изменение обратного тока коллекторного перехода при изменении температуры; ,  - коэффициенты, учитывающие работу схемы эмиттерной стабилизации тока коллектора транзистора;  - общее сопротивление в цепи базы;  и - g-параметры транзистора в рабочей точке при комнатной температуре.

Взяв из пункта 4.2. максимальную температуру перехода транзистора  определим минимальную температуру перехода:

Изменение температуры перехода транзистора:

Абсолютное изменение напряжения база - эмиттер:

.

 определим используя типовые нормированные зависимости обратного тока коллекторного перехода от температуры, приведенные на рис. 5.1.2.

Рис. 5.1.2. Типовые нормированные зависимости обратного тока коллекторного перехода от температуры.

Так как наш транзистор малой мощности () на рис.5.1.2. выбираем зависимость 1 по которой находим нормированное значение изменения обратного тока коллекторного перехода  при изменении температуры перехода на величину :

Тогда абсолютное изменение обратного тока коллекторного перехода:

.

Для нахождения коэффициентов  и  рассчитаем сопротивление:

Найдем коэффициенты  и :

Рассчитаем величину относительной нестабильности тока коллектора транзистора :

.2      Расчет времени установления первого предварительного каскада

Время установления первого предварительного каскада должно удовлетворять условию:

Чтобы определить время установления первого предварительного каскада найдем эквивалентную постоянную времени:

.

Определим эквивалентную постоянную времени:

.

Тогда время установления первого предварительного каскада равно:

Таким образом, получаем, что время установления первого предварительного каскада большое, условие не выполняется, значит, нужно вводить параллельную коррекцию (индуктивную коррекцию), которая позволит при том же коэффициенте усиления, приходящийся на один предварительный каскад , получить значительно меньшее время установления.

Время установления первого предварительного каскада с индуктивной высокочастотной коррекцией, можно определить по следующей формуле:

где

Коэффициенты  и  находятся по следующим формулам:

где

Пусть индуктивность коррекции равна , тогда постоянная времени  равна:

Найдем коэффициенты  и  и определим выброс, не превышающий 3.5%, по зависимости выброса  от коэффициента при разных коэффициентах  (рис. 3.6.1.):

Рис. 5.2.1. Зависимость выброса  от коэффициента  при разных коэффициентах .

Выброс, найденный по зависимости равен  , что не превышает заданного равного 3.5%.

По найденным коэффициентам  и  найдем безразмерную величину обобщенного времени установления , которая находится по зависимости этой величины от коэффициента  при разных коэффициентах  (см. ниже рис. 5.2.2).

Рис. 5.2.2. Зависимость обобщенного времени установления  от коэффициента  при разных коэффициентах .

Безразмерная величина обобщенного времени установления равна . Тогда время установления корректированного первого предварительного каскада равно:

Что соответствует условию:

Введя индуктивную высокочастотную коррекцию, мы уменьшили время установления.

Рис. 5.2.3. Схема корректированного первого предварительного каскада.

.3      Определение входного сопротивления и входной емкости первого предварительного каскада

Найдем входное сопротивление и входную емкость корректированного первого предварительногокаскада для активной нагрузки, при условии, что  Проверим данное условие:

Это условие выполняется, следовательно  и  рассчитываются по следующим формулам:

где . Выполнив подстановку, получим:

Таким образом, получили следующие результаты:

,

На этом расчет первого предварительного каскада закончен!

.       
Расчет второго предварительного каскада по постоянному и переменному току

6.1    Расчет элементов стабилизации второго предварительного каскада

Расчет второго предварительного каскада по постоянному и переменному току, проводим аналогично расчету первого предварительного каскада. Предварительные каскады должны быть одинаковыми, т.е. у них остается неизменным положение рабочей точки.

Пересчитаем сопротивление коллекторной нагрузки :

Округляем до номинала .

Определим напряжения питания каскада:

 где

Из стандартного ряда напряжений выберем напряжение питания. .

Зная напряжение питания каскада и координаты рабочей точки, проверим не изменится ли сопротивление в цепи эмиттера :

Рассчитаем сопротивления базового делителя  и ,

Округлим до ближайшего номинального значения .

.

В итоге получили следующие параметры:

,

Так как элементы стабилизации второго предварительного каскада не отличаются от первого каскада, то относительную величину нестабильности примем