МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
Федеральне державне освітня установа вищої професійної освіти
В«Курська державна сільськогосподарська академія імені професора І.І. Іванова В»
Кафедра електротехніки і МЖ
Курсова робота
з дисципліни В«Загальна електротехніка та електроніка В»
за фахом 110302 - В«Електрифікація і автоматизація сільського господарстваВ»
на тему: Підсилювач напруги на біполярному транзисторі
Виконав:
Студент заочного відділення
Інженерного факультету
3 курсу 4 групи
Кононов Г.Г.
Перевірив:
Кандидат технічних наук,
доцент
Іванов В.І.
Курськ 2009
Вихідні дані для проектування
Варіант 13
Тип транзистора n-p-n
Параметри транзистора:
Напруга база-емітер
U бе.о
= 0,6 B
Диференціальний коефіцієнт передачі струму бази (ОІ)
h 21е
= 45
Вихідна провідність в схемі з загальним емітером
h 22е
= 0.04 мСм
Інші параметри:
Напруга джерела живлення
U і.п
= 15 В
Опір навантаження
R н
= 2 кОм
Ємність навантаження
C н
= 545 пФ
Нижня гранична частота підсилювача
f н
= 60 Гц
Коефіцієнт посилення (на середніх частотах)
K u
= 12
Необхідно розрахувати параметри компонентів схеми (опору всіх резисторів і ємності конденсаторів), верхню граничну частоту f в , побудувати діаграми напруг і струмів в різних ланцюгах схеми (на вході, в ланцюгах бази та колектора, на навантаженні).
1. Опис схеми каскаду
Підсилювач побудований за схемою з загальним емітером. На рис. 1 показана схема підсилювача на транзисторі типу n-p-n. Статичний режим (точка спокою) задається базовим дільником напруги R 1 , R 2 і сумарним опором резисторів R ос і R е. в емітерний ланцюга, які забезпечують термостабілізація струму колектора спокою за рахунок негативного зворотного зв'язку (ОС) по постійному струму. Завдяки негативній ОС схема рис. 1 має високу стабільність точки спокою і при зміні параметрів транзистора (в першу чергу, коефіцієнта h 21е ) статичний режим практично залишається незмінним. Резистор R е. зашунтірован конденсатором З е. досить великої ємності для усунення впливу цього резистора на змінному струмі. Інший резистор R ос є елементом ООС не тільки по постійному, але і по змінному току, яка знижує коефіцієнт підсилення до заданого значення, покращуючи стабільність параметрів підсилювального каскаду.
Рис. 1 - Схема однокаскадного підсилювача з ємнісний зв'язком на біполярному транзисторі з загальним емітером
Розділові конденсатори З 1 і С 2 здійснюють розв'язку по постійному і змінному струму в ланцюгах зв'язку входу підсилювача з джерелом сигналу і навантаження з виходом підсилювача. Конденсатор С 1 з'єднує ланцюг бази з джерелом сигналу по змінному струму і в той же час ізолює вхід каскаду по постійному струму. Конденсатор С 2 виконує таку ж функцію по відношенню до виходу каскаду і навантаженні. Обидва конденсатора повинні мати достатньо малий опір на частоті сигналу.
2. Розрахунок каскаду по постійному струму
Напруга U е.о - сумарне падіння напруги на двох резисторах R oc і R е. в ланцюзі емітера, в режимі спокою можна прийняти рівним 10% від напруги джерела живлення U і.п . Знаходимо
U е.о = 0,1 В· U і.п (В).
Іншу частину (90%) напруги живлення U і.п позначимо E до .
E до = 0,9 В· U і.п (В).
Напруга E до розподіляється на двох ділянках: на резисторі R до і на транзисторі U ке . Напруга U ке залежить від струму колектора I до :
U ке = E до - I до В· R до , (1)
Формула (1) називається рівнянням статичної лінії навантаження (рис.2). В статичному стані (у спокої) робоча точка характеризується струмом колектора спокою I К.О і напругою колектор-емітер спокою U ке.о . Точка спокою Про знаходиться на статичній лінії навантаження.
У свою чергу, струм колектора спокою I К.О залежить від струму бази згідно рівнянню вихідних характеристик транзистора:
Отже, щоб встановити статичний режим в точці Про , потрібно задати відповідний струм бази спокою I б.о , так щоб в точці Про перетнулися лінії статичної лінії навантаження і вихідної характеристики для струму бази I б = I б.о .
резисторні дільник R 1 , R 2 в ланцюзі бази забезпечує струм бази спокою I б.о , який задає бажану точку спокою (I К.О ; U ке.о ) в статичному режимі.
Рис. 2 - Графіки статичної та динамічної ліній навантаження
Для змінної складової струму колектора (тобто сигналу) реактивне опір конденсатора С 2 мало і тому опору навантаження і колектора включені паралельно: R к.н = R до | | R н .
Коливання струму колектора і напруги на колекторі пов'язані динамічної лінією навантаження , яка проходить через точку спокою Про під великим кутом до осі U ке , ніж статична:
U ке = E к.екв - I до В· R к.н , (2)
де напруга еквівалентного джерела
E к.екв =. (3)
Статична і динамічна лінії навантаження показані на рис. 2.
При проектуванні приймають опір R до ≈ 2,5 В· R н і вибирають стандартний номінал R до , керуючись низкою Е24 (Табл.2). ​​
Таблиця 1 - Стандартні номінальні значення опорів
1.0
1.1
1.2
1.3
1.5
1.6
1.8
|
