Пример решения задания 3

Задача. Рассчитать каскад транзисторного усилителя напряжения для схемы с общим эмиттером (см. рис. 2):

 

U_{вых m} = 4 В; R_н = 500 Ом; f_н = 100 Гц; M_н = 1,2; E_пит = 12 В.

 

Определить:

1) тип транзистора;

2) режим работы транзистора;

3) сопротивление коллекторной нагрузки R_к;

4) сопротивление в цепи эмиттера R_э;

5) сопротивления делителя напряжения R ₁ и R ₂, стабилизирующие режим работы транзистора;

6) ёмкость разделительного конденсатора С_р;

7) ёмкость конденсатора в цепи эмиттера С_э;

8) коэффициент усиления каскада по напряжению.

 

Решение:

 

1 .U_{кэ доп} ³ E_пит = 1,2×12 = 14,4 В.

 

Выбираем по справочным данным (ПРИЛОЖЕНИЕ 4) транзистор МП42А, для которого I_{к доп} = 30 мА; U_{кэ доп} = 15 В, β _min=30, β _max = 50.

 

2. Для построения нагрузочной прямой находим (рабочую) точку покоя (0); для этого определяем

 

I_ко = 1,2 I_{н m} = 1,2·8 = 9,6 мА;

 

U_кэо = U_{вых m} + Δ U_кэ = 4 + 1 = 5 В.

 

Вторая точка нагрузочной прямой U_кэ = E_пит = 12 В. По полученным значениям строится нагрузочная прямая.

 

3. По статическим выходным характеристикам и нагрузочной прямой находим

I = 18 мА, откуда

 

R_об = 12/(18・10^-3) = 670 Ом.

 

Следовательно,

 

R_к = R_об /1,2 = 670/1,2 = 560 Ом;

R_э = R_об – R_к = 670 – 560 = 110 Ом.

 

4. Наименьший коэффициент усиления по току (для схемы ОЭ) для транзистора МП42А β min = 30.

 

I_{б m} = I_{к m}/ β _min = 14/30 = 0,47 мА.

 

Ток базы покоя I_б0 = I_б ´ определим по выходной статической характеристике (рис.3). На входной статической характеристике (рис.4) для этой точки определим напряжение покоя U_бэ0. (Численные значения для данного транзистора смотри в ПРИЛОЖЕНИИ 5). В нашем случае I_б0 ~ 0,5мА.

 

Максимальное и минимальное значение тока базы I_{б max и} I_{б min} :

 

I_{б max} = I_б0 + I_{б m} = 0,5 + 0,47 = 0,97 мА,

 

I_{б min} = I_б0 - I_{б m} = 0,5 - 0,47 =0,03 мА.

 

По входной статической характеристике находим

 

U_{бэ min} ~ 0,11 В; U_{бэ min} ~ 0,33 В;

2 U_{вх m} = U_{бэ max} – U_{бэ min} = 0,33 – 0,11 = 0,22 В.

 

5. Находим входное сопротивление транзистора переменному току:

 

R_{вх ~} = 2 U_{вх m} / I_бm = 0,22/0,47·10^-3 ~ 470 Ом.

 

6. Для определения R ₁ и R ₂ находим R _1-2 ³8 R_{вх ~} = 8·470 ~ 3800 Ом.

 

Отсюда

 

R ₁ = E_питR _1-2/ RэI_{к 0} = 12·3800/110·9,6·10^-3 = 43 000 Ом;

 

R ₂ = R ₁ R _1-2/(R ₁ – R _1-2) = 43000·3800/(43000 – 3800) = 4200 Ом.

7. Определяем, будет ли схема достаточно стабильна:

 

 

Следовательно, работа рассчитанного каскада достаточно стабильна.

 

 

8. Определяем ёмкость

 

 

Можно принять, что Ср = 3,0 мкФ.

 

9. Находим ёмкость:

 

 

10. Коэффициент усиления каскада по напряжению

К_u = U_{вых m}/U_{вх min} = 4/0,11 = 36,4.

Варианты задания 3:

Таблица 3

№ вар.	Данные для расчета
Uвых max, В	Rн, Ом	fн, Гц	ЕПИТ, В	Мн
	3,0				1,20
	2,0				1,20
	1,0				1,25
	5,0				1,30
	3,0				1,30
	2,4				1,25
	3,4				1,25
	1,6				1,20
	4,0				1,20
	2,2				1,40
	3,4				1,40
	1,5				1,30
	1,7				1,30
	1,8				1,30
	2,0				1,20
	2,1				1,20
	2,3				1,20
	2,5				1,40
	2,7				1,40
	2,8				1,40
	3,0				1,35
	3,1				1,35
	3,2				1,25
	3,5				1,25
	3,6				1,20
	1,8				1,30

Определить:

1) тип транзистора;

2) режим работы транзистора;

3) сопротивление коллекторной нагрузки R_к;

4) сопротивление в цепи эмиттера R_э;

5) сопротивления делителя напряжения R ₁ и R ₂, стабилизирующие режим работы транзистора;

6) ёмкость разделительного конденсатора С_р;

7) ёмкость конденсатора в цепи эмиттера С_э;

8) коэффициент усиления каскада по напряжению.

Содержание курсовой работы и общие требования к ней

Курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки.

Пояснительная записка курсовой работы содержит:

1) титульный лист (ПРИЛОЖЕНИЕ 1);

2) содержание;

3) задание на курсовую работу (ПРИЛОЖЕНИЕ 2);

4) текст и цифровой материал, поясняющий методику расчёта в соответствии с методическими указаниями по выполнению заданий;

5) заключение;

6) список использованной литературы;