Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 18
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ
Кафедра электротехники и электроники
Учебное пособие
По выполнение практического занятия и расчетно-графической работы
(для студентов технических специальностей МГУПИ)
Авторы: Филинов В.В.
Филинова А.В.
Москва - 2007
УТВЕРЖДЕНО
Ученым советом МГУПИ
в качестве учебного пособия.
Предоставлено кафедрой
Электротехника и Электроника
ИС-7 МГУПИ
Зав. кафедрой д.т.н.
проф. Шатерников В.Е.
Авторы: д.т.н., проф. Филинов В.В.
старший преподаватель Филинова А.В.
В учебном пособии приводятся методические рекомендации по выполнению расчетно-графической работы «Расчет усилительного каскада с ОЭ» по курсу «Электроника» и «Электротехника и Электроника» для студентов всех специальностей технической направленности МГУПИ.
Рецензент – д.т.н., проф. Шкатов П.Н.
Компьютерная верстка - Аракелов П.Г.
ISBN Л
Московский государственный университет приборостроения и информатики, 2007
Филинов В.В., Филинова А.В., 2007
Москва, 2007
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ «РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С ОЭ»
ЗАДАЧА РАБОТЫ.
по выходным характеристикам определить
h21 = / Uкэ = const, h22 = / Iб = const.
β = h21.
Uкэ = Ек - IкRк
Для этого использовать две точки (“d” и ”c”) на выходных характеристиках транзистора (рис. 2):
Uкэ = 0, Iк = (т.ч. “d”); Iк = 0, Uкэ = Ек (т.ч. “c”).
При этом линия нагрузки должна проходить левее и ниже допустимых значений Uk max,
Ik max, и Pk max и обеспечить достаточно протяженный линейный участок переходной характеристики (см. рис. 2)
3.0. Расчет усилительного каскада по переменному току.
3.1. Определить пределы изменения амплитуд входного тока и напряжения, выходного тока и напряжения в линейном режиме работы усилителя. Найти: Iбm, Iкm, Uбэm, Uкэm
(см. рис. 2)
3.2. Рядом с графиками входных и выходных характеристик транзистора показать характер изменения токов и напряжений во времени в виде кривых:
iб = Iбо + Iбmsinωt; uбэ = Uбэо + Uбэmsinωt;
iк = Iко + Iкmsinωt; uкэ = Uкэо + Uкэmsinωt;
соответствующих рабочим участкам этих характеристик.
4.0. Расчет параметров элементов усилителя ОЭ.
4.1. Рассчитать элементы цепи термостабилизации RЭ и СЭ.
4.1.1. Увеличение RЭ повышает глубину отрицательной обратной связи во входной цепи усилителя (улучшает термостабилизацию), с другой стороны, при этом падает КПД усилителя из – за дополнительных потерь мощности на этом сопротивлении. Обычно выбирают величину падения напряжения на RЭ порядка (0,1 – 0,3)ЕК, что равносильно выбору RЭ ≈ (0,05 – 0,15)RК в согласованном режиме работы транзистора. Используя последнее соотношение выбираем величину RЭ.
Используя это уравнение скорректировать выбранные по п.п. 2.3 и 2.4 значение Ек или величину Rк.
4.13. Определить емкость в цепи эмиттера Сэ из условия Rэ = (5 - 10)Хэ, где Хэ – емкостное сопротивление элемента Сэ. При этом
мкФ, выбрав fн = 50 – 100 Гц.
и ток делителя Iд = (2 - 5)Iбо, что повышает температурную стабильность Uбо. Исходя из этого определить сопротивления R1, и R2, Rб:
; ;
мкФ, а
если то
5.5. Коэффициент усиления по мощности Kр
на нижней частоте ;
и верхней частоте .
Обычно выбирается , тогда и ,
где
Ск – емкость коллекторного перехода.
6.1. Объяснить назначение всех элементов схемы усилительного каскада. Параметры элементов схемы выбираются на основании всего комплекса расчетов. По данным расчета выбрать стандартные резисторы и конденсаторы по справочнику. [1]
6.2. По результатам анализа усилительного каскада дать рекомендации по применению выбранного типа транзистора, оценив его коэффициенты усиления, частотные свойства, выходные напряжения и мощность в линейном режиме и КПД.
Литература.
Рис. 1 Усилитель с общим эмиттером.
7.0 Методические указания.
7.1. По п. «Задача работы».
Различают по конструктивному выполнению биполярные транзисторы p-n-p и n-p-n типов. Включение их в электрическую цепь представлены на рис. 3 а,б (обратить внимание на полярность источника питания!).
Для определения проводимости Вашего транзистора и правильности включения его в электрическую цепь следует по справочникам [1,2] определить тип транзистора.
7.2. По п. 1.2.
Определяем h парметры транзистора методом треугольников как показано на рис. 4. Точки для треугольника выбирают на линейных участках вольт-амперных характеристик рис. 4. (Например: т.ч. 1,2,3 - для параметров h11 и h12; и т.ч. 4,5,6,7 – для параметров h21 и h22.)
Рис. 2. Выбор рабочей точки.
(+) (-)
(-) (+)
«а» - n-p-n «б» - p-n-p
Рис. 3. Типы транзисторов.
Рис. 4. Вольт-амперные характеристики транзисторов.
h21 = / Uкэ = const, h22 = / Iб = const.
Пределы именения h параметров для современных биполярных транзисторов малой и средней можности:
h11 =Rб n (10 100) Ом – входное сопротивление транзистора, где n (110);
h21 = - коэффициент усиления по току; h21 = (20 1000);
- коэффициент усиления по напряжению (KU 200); – выходное сопротивление транзистора, где n (110).
7.3. По п.2.2.
Кривую допустимой мощности вы также можете нанести по справочным данныv транзистора [1,2].
7.4. По п. 2.6.
Переходные характеристики транзистора Iк = f(Iб) (см. рис. 2) строят по пересечению линии нагрузки с выходными характеристиками транзистора. Для Вашего транзистора этих пересечений будет более 3-х.
7.5. По 5.4.
Коэффициент усиления усилительного каскада с ОЭ обычно лежит в пределах до 100, но не может превышать KU 200.
7.6. По 5.8.
Усилительный каскад с ОЭ работает в линейном режиме и КПД не может превышать 50%.
8.0. Пример выполнения задания по п.6.
1) Назначение элементов схемы:
- транзистор Т – усилительный элемент;
- резисторы R1, R2 представляют собой делитель напряжения, устанавливающий потенциал базы (по постоянному току) необходимый для работы каскада в линейном режиме;
- резистор RЭ – цепь термостабилизации каскада, за счет падения напряжения на этом резисторе, превышающем напряжение на базовом переходе транзистора, уменьшает влияние изменения напряжения Uбэ0 при изменении температуры;
- RК – сопротивление нагрузки по постоянному току, служит для получения нужного потенциала на коллекторе и позволяет получить амплитуду выходного напряжения необходимой величины;
- CР1, СР2 – разделительные конденсаторы, служат для разделения (защиты) транзисторов по постоянному току;
- СЭ – служит для уменьшения нижней границы частоты усилителя и увеличения коэффициента усиления по переменному току на низких частотах;
Выбираемые номинальные значения всех элементов по справочникам, при этом берем ближайшие номинальные значения для резисторов и конденсаторов;
2) Данный тип транзистора можно применять в каскадах предварительного усиления сигналов низкой и высокой частот, т.к. верхняя граница частоты превышает МГц, а нижняя граничная частота лежит в звуковом диапазоне. Выходная мощность каскада составляет _____ мВт.
ВАРИАНТЫ
|
|
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРОВ
МП21Д, МП21Г
МП21Д – =40 мкА МП21Г – =100 мкА
=35 В
=50 мА =150 мВт =30 пФ
МП39, МП40, МП41А
МП39 – =400 мкА МП40 – =200 мкА МП41А – =100 мкА
=15 В =20 мА =150 мВт =50 пФ
МП42А, МП42Б
МП42А – =100 мкА МП42Б – =150 мкА
=15 В =150 мА =200 мВт =50 пФ fгр=1 МГц
ГТ108Б, ГТ108Г
ГТ108Б – =100 мкА ГТ108Г – =50 мкА
=6 В =50 мА =75 мВт =50 пФ
МП114, МП115, МП116
МП114 – =0,3 мА МП115 – =0,3 мА МП116 – =0,1 мА
МП114 – =60 В МП115 – =30 В МП116 – =15 В
=10 мА =150мВт =50 пФ
МП114 – fгр=0,92 МГц МП116 – fгр=2,0 МГц
КТ104А, КТ104Б, КТ104В
КТ104А – =1,5 мА КТ104Б – =0,4 мА КТ104В – =0,2 мА
КТ104А – =30 В КТ104Б – =15 В КТ104В – =15 В
=50 мА =150 мВт =50 пФ
КТ201Г, КТ201Б
КТ201Б – =0,1 мА КТ201Г – =0,05 мА
КТ201Б – =20 В КТ201Г – =10 В
=30 мА =150мВт =20 пФ
КТ208А, КТ209Б
КТ208А – =150 мкА КТ209Б – =250 мкА
=15 В =300мА =200 мВт =20 пФ
ГТ310А, ГТ31Б
ГТ310А – =20 мкА ГТ310Б – =10 мкА
(при =10 кОм) =10 В (при =200 кОм) =6 В
=10 мА =20 мВт =20 пФ
П416, П416А, П416Б
П416 – =0,1 мА П416А – =0,05 мА П416Б – =0,03 мА
(при =0) =15 В (при ≤ 1кОм) =12 В
=25 мА =100 мВт =20 пФ
КТ3107А, КТ3107Б, КТ3107К
КТ3107А – =0,2 мА КТ3107Б – =0,1 мА КТ3107К – =0,04 мА
КТ3107А – =45 В КТ3107Б – =45 В КТ3107К – =25 В
=100 мА =300 мВт =12 пФ
КТ313А, КТ313Б
КТ313А – =0,1 мА КТ313Б – =0,05 мА
(при ≤ 1кОм) =50В
=350 мА =300 мВт =12 пФ
КТ345А, КТ345Б
КТ345А – =0,075 мА КТ345Б – =0,05 мА
(при ≤ 10 кОм) =20В
=200 мА =150 мВт =50 пФ
ЛР № 020418 от декабря 2006.
Подписано к печати г. Формат 60х84. 1/16
Объем 1 п.л. Тираж экз. Заказ
Московский государственный университет
приборостроения и информатики
107996, г. Москва, ул. Стромынка, 20