Для расчета понадобится схема замещения усилительного каскада по постоянному току, она представлена на рисунке 2:
Рисунок 2 – Схема замещения усилительного каскада по постоянному току
Составим, согласно схеме, уравнения по второму закону Кирхгоффа для первого и второго контуров:
где Eк = 15 В (4)
После проведения нагрузочных линий на входных и выходных ВАХ значения токов и напряжений покоя оказались следующими:
Iбп = 0,43 мА, (5)
Iкп = 9 мА, (6)
Uэбп = 0,283 В, (7)
Uэкп = 4,5 В. (8)
В соответствии с вышесказанным, значения сопротивлений резисторов R1 и Rк будут следующими:
R1 = 
= 
; (9)
Rк = 
= 
. (10)
Коэффициент усиления по току Ki будет равен:
Ki = 
= 
= 
= 1,25. (11)
Ku = 
= 
= 
= 129,63 
. (12)
Kp = Ki 
Kp = 1,25 129,63 = 162. (13)
1.4 Расчет величин входного и выходного сопротивления каскада по переменному току и полосы пропускания усилителя.
Входное и выходное сопротивления каскада равны:
rвх = 
= 
= 192,86 Ом. (14)
rвых = 
= 
= 1166,67 Ом.
Для определения полосы пропускания, составим операторную схему замещения усилителя. Она представлена на рисунке 3:
Рисунок 3 – Операторная схема замещения усилителя
Первое звено – коэффициент усиления на средних частотах, Ku = 130 раз. Второе и третье звенья учитывают влияние разделительных конденсаторов Cр1 и Cр2, их постоянные времени равны:
τср1 = 
= (500 + 192,86) 
10 
-6 Ф = 6,93 мс,
τср2 = 
= (2000 + 1166,67) 10 -6 Ф = 31,67 мс.
Четвертое звено учитывает влияние конденсатора Сн:
.
Расчет полосы пропускания:
Графоаналитический расчет по переменному току однотактного транзисторного усилителя по схеме с общим эмиттером с фиксированным напряжением базы и конденсаторной связью в классе усиления B.
Задание:
1) Расчету подлежит схема, представленная на рисунке 3:
Рисунок 4 - Принципиальная схема усилительного каскада по схеме с общим эмиттером и фиксированным напряжением базы
2) Остальные пункты аналогичны заданию 1.
2.1 Построение временных диаграмм uбэ, iб, iк и uкэ.
Изначально были построены входные и выходные ВАХ транзистора (представлены в приложении 2). Так как усилительный каскад в данном случае работает в классе усиления B, ток в выходной цепи транзистора протекает только в течении полупериода изменения напряжения входного сигнала. Ток коллектора покоя был выбран минимальным, и равен Iкп = 2 мА, напряжение Uэкп близкое к Uп, равное 12,7 В. Построения временных диаграмм также приведены в приложении 2.
Расчет коэффициентов усиления по току, напряжению, мощности и величины сопротивлений резисторов, задающих режим покоя.
Для расчета понадобится схема замещения усилительного каскада по постоянному току, она представлена на рисунке 5:
Рисунок 5 – Схема замещения усилительного каскада по постоянному току
Ток базового делителя выбран из условия:
Iд = (0,5 
2) Iбmax.
А именно максимальному базовому току. Тогда сразу можно найти величину сопротивления R2:
R2 = 
= 
= 312 Ом.
Значение сопротивления R1:
R1 = 
= 
= 21,16 кОм.
Значение сопротивления Rк:
Rк = 
= 
= 1045 Ом.
Ki = = 
= 
= 1,07,
Ku = = 
= 
= 83,92,
Kp = Ki Kp = 1,07 83,92 = 89,8.
Расчет величин входного и выходного сопротивления каскада по переменному току и полосы пропускания усилителя.
Найдем величины входного и выходного сопротивлений:
rвх = = 
= 255 Ом,
rвых = = 
= 972,73 Ом.
Полосу пропускания усилителя определим аналогично заданию 1:
Графоаналитический расчет по переменному току двухтактного транзисторного усилителя по схеме с общим эмиттером с фиксированным напряжением базы и трансформаторной связью в классе усиления AB (аналогично заданию 1 и 2, исключая пункт 5).
Задание:
1) Расчету подлежит схема, представленная на рисунке 6:
Рисунок 6 - Принципиальная схема двухтактного усилительного каскада по схеме с общим эмиттером и фиксированным напряжением базы
3.1 Построение временных диаграмм uбэ, iб, iк и uкэ.
На миллиметровой бумаге были построены ВАХ транзистора (даны в приложении 3), а также временные диаграммы uбэ, iб, iк и uкэ.