p align="justify"> При розрахунках будемо використовувати наступні позначення:
- вхідний опір в режимі постійного струму;
- вихідний опір транзистора в режимі постійного струму;
- коефіцієнт передачі по струму.
тобто ;
- амплітуда змінних сигналів;
- вхідний опір для малих змінних сигналів;
- коефіцієнт передачі для малих змінних сигналів (на низьких частотах, на більш високих частотах - зменшується).
У довідниках з транзисторам наводиться значення з урахуванням розкиду параметрів. У цій роботі використовується середньогеометричні значення інтервалу;
- вихідний опір для змінних сигналів;
- гранична частота для схеми ОЕ (= 1);
- частота до якої не зменшується;
- гранична частота (зменшується в 2 рази).
Вибираємо тип БТ самостійно. За завданням вхідний сигнал низькочастотний і представлений у вигляді періодичної послідовності прямокутних імпульсів надходить через ФНЧ на вхід підсилювального каскаду. З довідкових даних малопотужних низькочастотних БТ типу npn використовуємо транзистор КТ104В:
.
Типовий режим роботи транзистора КТ104В задаємо:
- для кремнієвих БТ, що працюють в лінійному режимі
- приблизно рівне половині напруги живлення
Визначаємо необхідний для даного режиму струм бази транзистора:
Отримали, що робоча точка БТ по постійному струму задана:
Тепер слід врахувати наступне, з вимог завдання:
Для схеми на малюнку 11 за законом Кірхгофа для колекторної ланцюга записуємо:
де - падіння напруги на емітерний опорі, - падіння напруги на колекторному опорі.
Для роботи ланцюга ООС і термостабілізациі режиму по постійному струму мінімальне падіння напруги на емітерний резисторі встановлюємо
Визначимо за законом Ома для ділянки ланцюга величину:
Зі збільшенням - збільшується термостабільність схеми. Але чим більше, тим менша частка напруги джерела живлення припадатиме на перехід (К-Е):
тим можливо менший розмах змінної складової можливий на виході схеми. Максимальний розмах змінної складової можливий при тобто при рівномірному розподілі напруги між переходом (К-Е) і колекторним опором.
З урахуванням, а за завданням потрібно, щоб.
що не відповідає заданому коефіцієнту.
Тому компромісом між термостабильностью каскаду і його підсилювальними властивостями є варіант, де емітер БТ заземлений по змінному струмі через блокувальний конденсатор малюнок 11. За умови, що опір конденсатора, шунтирующее на самій нижній частоті в спектрі підсилюється сигналу, має бути менше, ніж вихідний опір БТ VT1 з боку емітера. Обчислимо, величину ємності конденсатора:
отриману величину округляємо в більшу сторону до стандартного значення, регламентованого в ряді.
Розрахункова ємність конденсатора:.
Включаючи в схему блокувальний конденсатор, отримаємо коефіцієнт по передачі напруги:
Тепер визначаємо елементи базової ланцюга. Для схеми на малюнку 12 необхідно записати два вирази для двох гілок струму: струму дільника і струму бази.
Для струму дільника, за умови, вибору струму дільника задають рівняння:
, де
напруга на базі транзистора щодо нульового потенціалу.
Для струму бази:
, вважаючи.
Тоді з складених виражень одержуємо:
Далі, всі розраховані номінали опорів слід округлити до значень, регламентованих поруч опорів, отримуємо:
3.3 Розрахунок схеми по змінному струмі
Розрахуємо параметри БТ по змінному струму в робочій точці:
Розрахуємо диференціальне вхідний опір:
Розрахуємо крутизну:
Розрахуємо диференціальне вихідний опір БТ:
Розрахуємо вихідний опір БТ з боку емітера:
Для узгодження по напрузі необхідно, щоб вхідний опір
підсилювального каскаду було багато більше, ніж опір джерела сигналу, а вихідний опір підсилювального каскаду багато менше, ніж опір навантаження.
Враховуючи те, що по змінному струмі шунтируется блокувальним конденсатором, вхідний опір розрахуємо за виразом:
Умова узгодження по напрузі не виконується, так як вхідний опір підсилювального каскаду рівне менше, ніж вихідний опір фільтра задане. Тому скористаємося частковою зміною схеми малюнка 8 і остаточно наведемо схему підсилювального каскаду з ОЕ і ООС по току для строго заданого з використанням часткового шунтування опору малюнок 9...
