Федеральне агентство з освіти РФ
Уфимський державний авіаційний технічний університет
Кумертаускій філія
Кафедра ПА
Курсова робота
З дисципліни "Електроніка"
Виконав: студент групи АТПП-304
Ігнатьєв І.А.
Перевірив: викладач
Зімін Н.В.
Кумертау 2010
Зміст
Введення
1. Основні поняття
1.1 Підсилювач
1.2 Підсилювачі на біполярних транзисторах
1.3 h-параметри біполярних транзисторів
1.4 Параметри транзистора П14
2. Розрахунок параметрів та опис принципової схеми пристрої
2.1 Вибір робочої точки
2.2 Визначення коефіцієнтів підсилення транзистора П 14
2.3 Розрахуємо вхідний і вихідний опору транзистора П 14
2.4 Розрахунок елементів підсилювача
2.5 Розрахунок ємностей конденсаторів
Висновок
Список використаної літератури
Введення
У даному курсовій роботі зроблений аналіз різних схем термостабілізації. У процесі проектування справили аналітичний розрахунок підсилювача і варіантів його виконання.
У роботі проведений розрахунок елементів однокаскадного підсилювача по схемі із загальною базою і розрахувати коефіцієнти підсилення по струму, напрузі та потужності, вхідної та вихідної опору.
У результаті розрахунку було розроблено підсилювач низької частоти до заданих вимог і номіналами елементів, який можна використовувати для практичного застосування.
Отримані дані можуть використовуватися при створенні реальних підсилювальних пристроїв.
1. Основні поняття 1.1 Підсилювач
При вирішенні багатьох інженерних завдань, наприклад при вимірі електричних і неелектричних величин, прийомі радіо сигналів, контролі та автоматизації технологічних процесів, виникає необхідність у посиленні електричних сигналів. Для цієї мети служать підсилювачі.
Підсилювач - пристрій, що здійснює збільшення енергії керуючого сигналу за рахунок енергії допоміжного джерела. Вхідний сигнал є як б шаблоном, відповідно до якого регулюється надходження енергії від джерела до споживача.
У сучасних підсилювачах, широко застосовуваних у промисловій електроніці, зазвичай використовують біполярні і польові транзистори, а останнім часом - інтегральні мікросхеми. Підсилювачі на мікросхемах володіють високою надійністю і економічністю, більшою швидкодією, мають надзвичайно малі масу і розміри, високу чутливість. Вони дозволяють посилювати дуже слабкі електричні сигнали.
Спрощено підсилювач (підсилювальний каскад) можна представити у вигляді блок-схеми (рис.1.):
Даний підсилювач містить нелінійний керований елемент, як правило біполярний або польовий транзистор, споживач і джерело електричної енергії. Підсилювальний каскад має вхідний ланцюг, до якої підводиться вхідна напруга (Підсилюваний сигнал), і вихідну ланцюг для отримання вихідної напруги (у сі ленний сигнал). Посилений сигнал має значно більшу потужність порівняно з вхідним сигналом. Збільшення потужності сигналу відбувається за рахунок джерела електричної енергії. Процес посилення здійснюється за допомогою зміни опору нелінійного керованого елемента, а отже, і струму в вихідний ланцюга, під впливом вхідної напруги або струму. Вихідна напруга знімається з керованого або споживача. Таким чином, посилення заснована на перетворенні електричної енергії джерела постійної ЕРС в енергію вихідного сигналу за рахунок зміни опору керованого елемента за законом задаваемому вхідним сигналом.
Основними параметрами підсилювального каскаду є коефіцієнт підсилення по напрузі Ku = U вих / U вх , коефіцієнт посилення по струму К I = I вих / I вх і коефіцієнт посилення по потужності
Зазвичай в підсилювальних каскадах всі три коефіцієнта підсилення значно більше одиниці. Однак у деяких підсилювальних каскадах один з двох коефіцієнтів підсилення може бути менше одиниці, тобто К U <1 або К I <1. Але в будь-якому випадку коефіцієнт підсилення по потужності більше одиниці.
В залежності від того, який параметр вхідного сигналу (напруга, ток або потужність) потрібно збільшити за допомогою підсилювального каскаду, розрізняють підсилювальні каскади напруги, струму та потужності. Підсилювальний каскад напруги має коефіцієнт підсилення, як правило, рівний кільком десяткам. В інженерній практиці дуже часто необхідно отримати значно більший коефіцієнт підсилення по напрузі, що досягає декількох тисяч і навіть мільйонів. Для вирішення такої завдання використовують багатокаскадні підсилювачі, в яких кожен подальший каскад підключений до виходу попереднього.
Залежно від виду підлягають посилення сигналів підсилювачі діляться:
1. Підсилювачі гармонійних сигналів
(звукові сигнали виду U (t) = U O + ОЈUi * cos (П‰t + П†);
2. Підсилювачі імпульсних сигналів.
3. Підсилювачі постійного і змінного струму.
4. Підсилювачі низької і високої частоти (20Гц - 20КГц).
5. Підсилювачі високої частоти.
6. Вузькосмугові і широкосмугові підсилювачі.
7. Виборчі підсилювачі.
8. Аперіодичні підсилювачі.
Способи з'єднання (зв'язку) каскадів залежать від багатокаскадного підсилювача. Так, в підсилювачах постійного струму вхід наступного каскаду під'єднують до виходу попереднього каскаду безпосередньо або за допомогою резисторів. Такі підсилювачі називають підсилювачами з безпосередньою або резистивної зв'язком .
підсилювач конденсатор однокаскадний термостабілізація
У підсилювачах змінної напруги (УВЧ, УНЧ і ТИПОМ) для зв'язку каскадів найчастіше використовують конденсатори і резистори. Такі підсилювачі називають підсилювачами з резистивної-ємнісними зв'язками.
У виборчих підсилювачах, в підсилювачах потужності для зв'язку каскадів між собою і для зв'язку підсилювального каскаду з навантажувальним пристроєм іноді використовують трансформатори. Такі підсилювачі називають підсилювачами з трансформаторної зв'язком.
Конденсатори й трансформатори в підсилювачах змінного напруги служать для відділення змінної складової напруги (вихідної) від постійної складової напруги на нелінійному керованому елементі, що виникає від постійної складової струму, що створюється джерелом постійної ЕРС.
За способом включення підсилювального елемента розрізняють три основних типу підсилювальних каскадів як на біполярних, так і на польових транзисторах.
Одним з найбільш поширених підсилювальних каскадів на біполярних транзисторах є каскад із загальним емітером (каскад ОЕ).
Схема підсилювального каскаду транзистора npn типу з ОЕ представлена ​​на рис.2.
Uвх, яке необхідно посилити, подається від джерела коливань на ділянку база-емітер. На Базу також подано позитивний зсув від джерела Е1, яке є прямим напругою емітерного переходу.
У ланцюзі бази протікає струм, отже, вхідний опір транзистора є невеликим.
Щоб не відбувалася втрата частини вхідної змінної напруги, внутрішній опір джерела Е1 шунтируется конденсатором. Він на низькій частоті повинен мати опір в багато разів менша вхідного опору транзистора.
Ланцюг колектора живиться від джерела Е2. Напруга джерела сучасних підсилювальних каскадів на біполярних транзисторах становить зазвичай 10 - 30 В.
Для отримання посиленого вихідної напруги в неї включають опір навантаження.
Робота підсилювального каскаду відбувається наступним чином. Уявімо колекторних ланцюг у вигляді еквівалентн...
