в схему із загальним витоком (ОІ), таке включення дозволить виконати вимоги ТЗ по вхідному опору, отримати в першому каскаді достатню посилення і низький коефіцієнт шуму всього підсилювача.
Другий каскад виконується на біполярному транзисторі за схемою емітерного повторювача (схема із загальним колектором) (ОК).
У нашому випадку коефіцієнт посилення пристрою дорівнює добутку коефіцієнтів посилення вхідних у нього каскадів:
(3)
де - коефіцієнт передачі вхідного вузла;
- коефіцієнт передачі першого каскаду;
- коефіцієнт передачі другого каскаду;
- коефіцієнт передачі вихідного вузла.
Так як вихідний каскад має коефіцієнт посилення досить близький до одиниці, але все ж менше, а вхідний і вихідний вузли не є активними каскадами, задамо орієнтовно твір:
Орієнтовно визначимо коефіцієнт посилення першого каскаду:
(4)
Після розподілу частотних спотворень і посилення між каскадами зробимо розрахунок транзисторних каскадів. Будемо використовувати графоаналітичний метод.
Розрахунок першого каскаду:
На рис. 3 наведені сімейство вихідних характеристик ПТ 2П201А з переходом і каналом типу.
Рис. 3. Сімейство вихідних характеристик ПТ 2П201А
Визначимо мінімальне напруження стік -істок в точці спокою:
(5)
де=1,5 В - напруга відсічення обраного транзистора;
=2 В - номінальна вихідна напруга;
- 0,5 В - напруга запасу, що забезпечує роботу транзистора в робочій області стокових характеристик.
У
Вибираємо робочу точку при нульовому зсуві на затворі .. Такий вибір спрощує принципову схему і топологію, так як немає необхідності в опорі в ланцюзі стоку, і конденсаторі більшої ємності, шунтуючого цей опір для усунення негативного зворотного зв'язку.
Визначимо динамічне внутрішній опір в робочій точці:
(6)
Визначаємо опір резистора в ланцюзі стоку R2:
, (7)
де струм стоку в робочій точці
У нашому випадку, коефіцієнт посилення каскаду більшою мірою визначається величиною і для розрахунку коефіцієнта посилення скористаємося формулою:
, (8)
де - крутизна в робочій точці.
(9)
Підставивши значення у формулу (8) отримаємо коефіцієнт посилення напруги першого каскаду:
Розрахунок другого каскаду: Основне завдання другого каскаду - узгодження опору навантаження з високим вихідним опором попереднього каскаду і забезпечення необхідної потужності.
Визначимо мінімальну постійну складову колекторного напруги:
В (10)
Визначаємо амплітуду струму навантаження:
(11)
Струм спокою транзистора вихідного каскаду повинен в 2-3 рази перевищувати амплітуду струму навантаження. Вибираємо:
Напруга на базі транзистора вихідного каскаду дорівнює напрузі сток витік транзистора першого каскаду:
В (12)
Падіння напруги на опорі в ланцюзі емітера:
В (13)
Постійна складова колекторного напруги:
В (14)
що ні менше визначеного раніше за формулою (10).
Так як по ТЗ задана негативна полярність напруги живлення, вибираємо транзистор структури npn, у якого максимально допустима напруга колектор-емітер повинно бути не менше 12 В (напруга живлення) і струм колектора не менше 5 мА.
Вибираємо транзистор 2Т370А - 1 з параметрами:
На вихідних статичних характеристиках транзистора (рис. 4) вибираємо робочу точку А, з координатами:
.
.
У
Рис. 4. Сімейство вхідних і вихідних характеристик транзистора 2Т370А - 1
Вхідний опір транзистора в робочій точці:
Ом (15)
Коефіцієнт передачі струму:
(16)
Величина опору в ланцюзі емітера:
(17)
Коефіцієнт передачі вихідного каскаду:
(18)
де (19)
Підставивши розраховані значення у формулу (18) отримаємо:
Вхідний опір другого каскаду:
(20)
Загальний коефіцієнт посилення по напрузі:
Коефіцієнт посилення вийшов вище необхідного, тому зменшимо коефіцієнт передачі вхідного пристрою до значення - 0,968.
Опір джерела сигналу при цьому складе:
(21)
Загальний коефіцієнт підсилення:
Вимоги ТЗ виконані.
Розрахуємо величини ємностей розділових конденсаторів, перевівши задані коефіцієнти частотних спо...
