Расчет апериодического каскада усилительного устройства

Расчет апериодического каскада усилительного устройства

Расчет апериодического каскада усилительного устройства

Московский Авиационный институт приветствует тебя!

Punched Holes!

I. Выбор рабочей точки транзистора и расчет элементов, обеспечивающих

температурную нестабильность коллекторного тока. RC - фильтр в цепи

питания.

Рассчитывать будем малосигнальный апериодический усилитель с RC - фильтром

в цепи питания. (Рис1)

[pic]

Рис 1.

В качестве активного прибора задан кремнеевый транзистор КТ316 в

бескорпусном исполнении.

Из справочника находим параметры транзистора:

Обратный ток коллектора при Uкб=10 В Iко = 0,5 мкА

Коэф. усиления тока базы в схеме с ОЭ: [pic]

[pic]

Постоянная времени цепи ОС: [pic]

[pic]

Диапазон рабочей температуры: [pic]

Bipolar transistors Type 6 ...Alias KT316

Value Tolerance(%)

0:Forward beta 45

10

1:Reverse beta 1

20

2:Temp coeff of BETAF(PPM) 2500

20

3:Saturation current 3.632513E-16

60

4:Energy gap(.6 TO 1.3) 1.11

60

5:CJC0 3.916969E-

12 60

6:CJE0 3.642178E-

11 60

9:Early voltage 250

30

10:TAU forward 1.591549E-10

40

11:TAU reverse 1.827498E-08

50

12:MJC

.33 40

13:VJC

.7499999 30

14:MJE

.33 30

15:VJE

.7499999 30

16:CSUB 2E-12

10

17:Minimum junction resistance .01

0

Выберем рабочую точку транзистора.

[pic]

Зададим:

[pic]

Сделаем проверку, чтобы мощность рассеемая на коллекторе транзистора:

[pic]

не превышала допустимую [pic]:

[pic]

Рассчитаем некоторые Y-параметры транзистора

Дифференциальное сопротивление эмитерного перехода:

[pic]

[pic]

Постоянная времени цепи ОС

[pic]

где [pic] - объемное распределенное сопротивление базы.

[pic]

где [pic] технологический коэффициент (для данного транзистора = 4)

[pic]

Низкочастотная проводимость прямой передачи

[pic]

где [pic] - НЧ входная проводимость транзистора

[pic]

[pic]

Теперь рассчитаем элементы схемы. RC - фильтра в цепи питания позволит

осуществить НЧ коррекцию. Эффективность НЧ коррекции тем выше, чем больше

сопротивление Rф. Оно должно быть в несколько раз больше чем Rк. Обычно

увеличение Rф ограничено допустимым на нем падением постоянного

напряжения которое, в свою очередь зависит от Ек. Примем Rф=1.5Rк=705 Ом

Тогда

[pic]

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем Rэ=0.3 кОм

Базовый делитель:

[pic]

Таким образом , для расчета необходимо знать ток делителя

[pic]

где [pic] характеризует такую причину температурной нестабильности

каскада, как тепловое смещение входной характеристики

[pic]

[pic]

Величина [pic] характеризует нестабильность тока [pic], являющуяся также

температурной нестабильности каскада

[pic]

[pic]

Тогда получаем:

[pic]

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем

[pic]

II. Расчет элементов, обеспечивающих заданное значение нижней граничной

частоты [pic] каскада

Рассчитаем емкость в цепи ОС

[pic]

Допустим, что доля частотных искажений, вносимых на частоте fн

конденсатором Ср в К=30 раз меньше, чем конденсатором Сэ.Тогда по графику

на рисунке 3.14 из пособия [2] определяем значения коэффициентов

частотных искажений Мнр и Мнэ

Мнр=0.99

Мнэ=0.7125

Ориентировочно нижняя граничная частота каскада [pic], где Fн - заданная

нижняя граничная частота всего усилителя, n - число разделительных

конденсаторов. Тогда:

[pic]

В итоге получаем:

[pic]

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем

[pic]

Рассчитаем емкость разделительного конденсатора

[pic]

[pic]

Применение коррекции позволяет исправить разделительный конденсатор

меньшей емкостью, чем Ср

[pic]

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем

[pic]

Емкость фильтра

[pic]

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем

[pic]

III. Моделирование каскада на ЭВМ.

[pic]

Параметры схемы

No. Label Parameter No. Label Parameter

1 RI 200 21 C1 0.22E-

9

2 R1 6.9K 22 CF 0.15E-9

3 R2 1.8K 23 C4 1E-6

4 R4 470 24 CN 1.5E-12

5 RN 510

6 R6 300

7 RB 50

8 RF 700

Параметры источника GEN

Programmable waveforms Type 0 ...Alias GEN

Value

0:Zero level voltage 0

1:One level voltage 0

2:Time delay to leading edge .000001

3:Time delay to one level .000001

4:Time delay to falling edge .000005

5:Time delay to zero level .000005

6:Period of waveform (1/F) .001

Графики АЧХ, ФЧХ и ГВЗ GEN

[pic]