Расчёт УНЧ с ОЭ по постоянному току




Расчёт по постоянному току заключается в определении рабочей точки транзистора, то есть постоянных составляющих и , проверке его мощности рассеяния по сравнению с допустимым значением , расчёте сопротивлений резисторов , , , и выборе их номинальных мощностей и расчёте мощности, потребляемой усилителем.

Определение рабочей точки транзистора можно осуществить либо графическим способом с помощью вольт-амперных характеристик либо с помощью аналитических формул.

а) б)

Рис.2. Входные (а) и выходные (б) ВАХ транзистора

По входным вольт-амперным характеристикам удобно определять падение напряжения на участке между базой и эмиттером транзистора при известном токе базы.

На выходных вольт-амперных характеристиках можно построить нагрузочную прямую по постоянному току и наглядно представить положение рабочей точки и . Можно также построить нагрузочную прямую по переменному току и определить графически примерное (вследствие того, что характеристики обобщённые, то есть типовые) значение коэффициента усиления по напряжению.

Значение определим с учётом (2) из формулы:

где - коэффициент запаса. Выбрав = 0,8, получим ,13 / 0,8 = 1,4 мА.

Известно, что транзистора сильно падает при уменьшении тока, поэтому задаёмся 4 мА.

Значение с учётом (1) должно удовлетворять неравенствам:

Задаёмся = 10 В = 30 В.

Для выбора значения падения напряжения на резисторе необходимо руководствоваться следующими соображениями:

- увеличение значения приводит к уменьшению максимального размаха выходного напряжения (), что для данного случая не имеет значения;

- увеличение значения приводит к большей стабилизации режима каскада;

- увеличение значения приведёт к уменьшению значения ёмкости конденсатора .

Исходя из этих соображений, задаёмся 2 В. Тогда значения сопротивлений резисторов и подсчитываются по формулам:

(24 – 10 – 2) / 4 = 3 кОм.

2 / 4 = 0,5 кОм.

Из таблицы номиналов выбираем =3 кОм, 510 Ом.

Проведя на выходной ВАХ через точки , и , 24 / (3 + 0,51) = 6,8 мА нагрузочную прямую, в точке , определяем ориентировочное значение тока базы 20 мкА.

На входной ВАХ при токе базы 20 мкА и определяем падение напряжения 0,63 В.

Далее определяем напряжение 0,63 + 2 = 2,63 В.

Значение тока базового делителя должно удовлетворять двум условиям:

и .

Исходя из этих условий, задаёмся 120 мкА и рассчитываем значения сопротивлений резисторов базового делителя и :

(24 - 2,63) / 120 = 178 кОм;

2,63 / (120 -20) = 26,3 кОм.

Из таблицы номиналов выбираем = 180 кОм, = 25 кОм.

Рассчитываем мощности, рассеиваемые на резисторах.

180 (120 )2 = 2,6 мВт;

25 (100 )2 = 0,25 мВт;

3 (4 )2 = 48 мВт;

0,51 (4 )2 = 2,04 мВт.

Номинальные мощности рассеяния всех резисторов выбираем равными 0,125 Вт.

Рассчитываем мощность, рассеиваемую на коллекторе транзистора.

Сначала находим мощность, рассеиваемую при нормальной температуре :

10 4 40 мВт.

Далее определяем мощность , приведённую к рабочей температуре 313 К, учитывая, что для кремниевых транзисторов максимально допустимая температура коллекторного перехода :

= 40 (423 –313) / (423 – 293) = 34 мВт < = 120 мВт.

Следовательно, выбранный транзистор удовлетворяет требованию по допустимой мощности рассеяния.

Рассчитываем мощность, потребляемую усилителем от источника питания:

(0,12 + 4) 24 = 99,5 мВт.

 

 




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-13 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: