Курсова робота
по підсилювальнимпристроям.
ВАРІАНТ № 7
Виконав : ст.гр.04 - 414Уткін С.Ю.
Перевірив : ХарламовА.Н.
ЕТАП № 1
Вихіднідані для розрахунку.
Еп = 10 В; Rи = 150Ом; Rк = 470 Ом; Rн = 510;Сн = 15 пФ; tмін =-30град; Тmax = 50град;
Необхіднанижня частота: Fн = 50 кГц.
Використовуванийтип транзистора: КТ325В (Si; NPN; ОЕ)
Нестабільністьколекторного струму -
Параметритранзистора :
Граничначастота - Fгр = 800Мгц.
Uкбо (проб) = 15В.
Uебо (проб) = 4В.
Ік (мах) = 60мА.
Зворотний струмколектора при Uкб = 15В: Iкбо <0.5мкА (при Т = 298К).
Статичнийкоефіцієнт посилення струму базив схемі з ОЕ: h21 = 70 ... 210.
Ємністьколекторного переходу: Ск <2.5пФ. (при Uкб = 5В)
rке (нас.) = 40 Ом.
Постійначасу ланцюга зворотного зв'язку:tк <125 нс.
Дляпланарного транзистора - технологічний параметр =6.3
Попереднійрозрахунок.
Виходячи ззначень Єп і Rк, ориентировачно виберемо
робочуточку з параметрами Uке = 4В і Iке = 1мА.
Типовезначення, для кремнієвих транзисторів:Uбе = 0.65В.
Uкб = Uке-Uбе = 3.35В
= 2.857 пФ.
= 275Ом - Об'ємне опір бази.
Iб = Iке/h21 = 8.264e-6 - струм бази. Iе= Iке - Iб= 9.9e-4 - струм емітера.
Rе = 26е-3/Iе= 26.217 - диференціальний опір емітерного переходу.
Параметр n= Rе/rб+ 1/h21 = 0.103 (Нормованещодо Fгр значення граничної частоти)
Дляподальших розрахунків по заданим спотворень у сфері нижніх частотзадамося коефіцієнти частотних спотворень.
Нехай часткачастотних спотворень, внесених на нижній частоті розділовим конденсаторомСр, окажеться в к = 100 разів менше ніж конденсатором Се, тоді коефіцієнтичастотних спотворень
дорівнюють: МНР = 0.99, а мне = 0.71 (Визначаються за графіком)
= 2.281е-8 Ф; - ємністьрозділового конденсатора.
Оптимальненапруга на емітер вибирається з умови: Uе = Еп/3, це дозволяє визначити величину Rе.
Rе == 3.361е3Ом;
= 3.361В - Напруга на емітер.
Rф = (Еп - Uке)/Iке - Rк- Rе = 2.169е3 Ом; - опір RC - фільтра в колекторної ланцюга.
ЗастосуванняН.Ч. - Корекції дозволяє використовувати розділовий конденсатор меншоюємності.
= 4.062е-9 Ф; - скоригованезначення розділового конденсатора.
= 9.551е-10 Ф; - ємність фільтра вланцюзі колектора.
= 7.889е-8 Ф; - Ємність емітера.
Розрахунок ланцюгадільника, які забезпечують задану температурну нестабільність колекторногоструму.
= 1.487е-6 А; - некерований струмпереходу колектор-база.
= 0.2 В;-зрушення вхідних характеристик.
= 3.813е-5 А.-струм дільника.
= 1.052e5 Ом
= 1.291e5Ом
Номіналиелементів, наведені до стандартному ряду.
Rф = 2.2е3 Ом; Rе = 3.3е3Ом; Rб1 = 1е5Ом;Rб2 = 1.3е5 Ом; Cр = 4е-9 Ф;CФ = 1е-9 Ф; Cе = 7е-8Ф;
Оцінкарезультатів у програмі В« MICROCABВ»
1. Оцінка попостійному струму.
2.1А.Ч.Х. - Каскаду.
2.2 А.Ч.Х. - За рівнем07.
Реалізованісхемою - верхня частота - Fв = 2.3Мгц і коефіцієнт підсилення К = 22дБ= 12.6
ЕТАП № 2
Завдання: Забезпечити за рахуноквибору елементів або модернізації схеми
збільшенняДо в два рази (при цьому Fв - не повинно зменшуватися) і перевіритиправильність розрахунків на Е.В.М.
РОЗРАХУНОК.
Вимоги досмузі частот і коефіцієнту підсилення:
До = 44Дб =158 Fн = 50 Кгц Fв= 2.3Мгц
Uкб = Uке-Uбе = 4.35В
= 2.619 пФ.
= 300Ом - Об'ємне опір бази.
Оцінка площіпосилення і кількості каскадів
в підсилювачі.
= 8.954 Е7 Гц - Максимальна площа посиленнядиференціального каскаду.
ориентировачнокількість каскадів визначимо по номограмами,
так як = 39, то підсилювач можнапобудувати на двох некорректірованного каскадах.
Необхіднаверхня гранична частота для випадку, коли N= 2 (з урахуванням, що фn== 0.64)
Fв (треб) = Fв/фn = 3.574е6 Гц
Необхіднийкоефіцієнт посилення одного каскаду К (треб) == 12.57
Необхіднанижня гранична частота Fн (треб) = FнХфn = 3.218e4
Реалізована вцьому разі площа посилення = 4.5е7Гц
Розрахунок першого (кінцевого)каскаду.
Визначимопараметр = 1.989
Оптимальнезначення параметра = 0.055
Цьомузначенням параметра відповідає струмемітера рівний:
Iе == 2мА
ВідповідноIке ==2мА і Iб== 1.5е-5 А.
rе ==14.341 Ом - диференціальний опір емітерного переходу.
= 1.388е-11Ф; - ємність емітерногопереходу.
= 1.75е3 Ом
= 3.562е-9 сек - постійна часутранзистора.
= 0.008 - відносна частота.
Високочастотні Y - параметрикінцевого каскаду.
= 0.061 Див-Провідність прямий передачі (крутістьтранзистора).
= 3е-14 Ф-Вхідні ємність транзистора.
= 5.02 е-11 Ф-Вихідна ємність транзистора.
= 5.456 е-6 Див - Провідність зворотної передачі.
= 5.027 е-4 Див - Вхідні провідністьтранзистора.
= 4.5е-11 Ф - Вхідні ємністьтранзистора.
Реалізованав цьому разі площа посилення:
= 1.165е8 Гц
Заданийкоефіцієнт посилення забезпечується при опорі колектора:
= 347.43 Ом
Розрахунок елементів позаданим спотворень в області нижніх частот.
= 3.294е-8 Ф; - ємністьрозділового конденсатора.
Rе == 1.68е3Ом;
= 3.077В - Напруга на емітер.
Rф = (Еп - Uке)/Iке - Rк- Rе = 704.5 Ом; - опір RC - фільтра в колекторної ланцюга.
ЗастосуванняН.Ч. - Корекції дозволяє використовувати розділовий конденсатор меншоюємності.
= 1.088е-8 Ф; - скоригованезначення розділового конденсатора.
= 7.87е--9 Ф; - ємність фільтра вланцюзі колектора.
= 2.181е-7 Ф; - Ємність емітера.
Розрахунок ланцюгадільника, які забезпечують задану температурну нестабільність колекторногоструму.
= 4.351е-5А.-струм дільника.
= 8.566е4 Ом
= 1.07е5 Ом
Розрахунок другого(Предоконечного) каскаду.
Реалізованаплоща посилення і параметр дляпредоконечного каскаду.
= 9е7Гц = 0.04
Цьомузначенням параметра відповідає струмемітера рівний:
Iе == 3мА
ВідповідноIке ==3мА і Iб ==2.2е-5 А.
rе ==9.8 Ом - диференціальний опір емітерного переходу.
= 2.03е-11Ф; - ємність емітерногопереходу.
= 1.196е3 Ом
= 4.878е-9 сек - постійна часутранзистора.
Високочастотні Y - параметрипредоконечного каскаду.
= 0.083 Див-Провідність прямий передачі (крутістьтранзистора).
= 2.1е-14 Ф-Вхідні ємність транзистора.
= 6.8 е-11 Ф-Вихідна ємність транзистора.
= 5.466 е-6 Див - Провідність зворотної передачі.
= 1.909е3 См-Вхідна провідність першого каскаду.
Заданийкоефіцієнт посилення забезпечується при опорі колектора:
= 164.191 Ом
Розрахунок елементів позаданим спотворень в області нижніх частот.
= 1.362е-8е-8 Ф; - ємністьрозділового конденсатора.
Rе == 1.247е3Ом;
= 3.33В - Напруга на емітер.
Rф = (Еп - Uке)/Iке - Rк- Rе = 459.2 Ом; - опір RC - фільтра в колекторної ланцюга.
ЗастосуванняН.Ч. - Корекції дозволяє використовувати розділовий конденсатор меншоюємності.
= 3.58е-8 Ф; - скоригованезначення розділового конденсатора.
= 1.5е-8 Ф; - ємність фільтра в ланцюзіколектора.
= 2.98е-7 Ф; - Ємність емітера.
Розрахунок ланцюгадільника, які забезпечують задану температурну нестабільність колекторногоструму.
= 3.771е-5 А.-струм дільника.
= 1е5 Ом
= 1.06е5 Ом
Номіналиелементів, наведені до стандартному ряду.
Номіналиелементів першого каскаду.
Rф = 700 Ом; Rе = 1.6е3Ом; Rб1 = 8.5е4Ом; Rб2 = 1е5Ом; Cр = 1е-8 Ф;CФ = 8е-9Ф; Cе = 2е-7Ф; Rк = 350
Номіналиелементів другого каскаду.
Rф = 450 Ом; Rе = 1.3е3Ом; Rб1 = 1е5Ом;Rб2 = 1е5 Ом; Cр = 2.6е-9Ф;CФ = 1.5е-8 Ф; Cе = 3е-7Ф; Rк = 160
Оцінка вхідний ланцюга.
Визначимокоефіцієнт передачі вхідного ланцюга в області середніх частот
іїї верхню граничну частоту.
Задамося g= 0.2
= 1.124 - Коефіцієнт передачівхідний ланцюга.
=1.1е7 Гц
Верхнягранична частота вхідний ланцюга значно більше
верхнійнеобхідної частоти кожного з каскадів.
Примоделюванні на ЕОМ враховувалося вплив вхідний ланцюга.
Оцінкарезультатів у програмі В« MICROCABВ»
1. Оцінка по постійному струму.
2. А.Ч.Х. підсилювача.
3. А.Ч.Х. - За рівнем -07.
Реалізованісхемою - верхня частота Fв = 2.3Мгц, нижня частота Fн = 50кГц
ікоефіцієнт посилення До = 44Дб = 158 - повністю відповідають заданим
вимогампо смузі і посиленню.
FIN.
