ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 62
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
???? = ????а = 1
= 1 МОм;
1
????2
????????1
=
Eо – Uк
????????1
1∙10−6
= (10−6) = 4 МОм.1∙10−6
Табл.5
В соответствии с номинальным рядом: ????1 = 1 МОм ± 10%,
????2 = 3.9 МОм ± 10% .
- Предварительный расчёт по постоянному току каскада на полевом транзисторе V2
Каждый транзистор КП307Д имеет свои справочные данные: ток стока начальный – Iс нач = 24 мА;
максимальная крутизна – Sмакс = 6 мА/В; напряжение отсечки – U отс = -6.0 В. Другие показатели:
ёмкость затвор-исток – Cзи = 1 пФ, ёмкость проходная – Сзс =0.5 пФ; ток утечки затвора – IУТ.З=1 нА;
сопротивление затвор – исток rзи = UЗИ/IУТ.З = 1000 Мом.
Принципиальная схема каскада на полевом транзисторе V2 по постоянному току представлена на рис.4. Необходимо для заданного типа полевого транзистора вычертить свою вольтамперную характеристику,
используя известные соотношение: Ic
= Iс нач
-
(1 −UЗИ
Uотс
2
) (рис.4, б).
а) б)
Рис. 4. Принципиальная схема по постоянному току каскада V2 а) и типовая вольтамперная характеристика полевого транзистора с n-каналом б)
Для расчета резисторов R3, R4, R5 и R6 сначала необходимо рассчитать точку покоя полевого транзистора V2, исходя из его параметров: начального тока стока Ic нач, максимальной крутизны Smax и напряжения отсечки Uотс.
2
Выбираем напряжение затвор-исток Uзи = -1 В. Затем определяем ток покоя стока и крутизну:
I = I
-
(1 −
UЗИ )
= 24 ∙ (1 −
(−1)
2
) = 16.7 мА.c с нач
Uотс
(−6.0)
S = S
∙ (1 −UЗИ ) = 6 ∙ (1 − (−1) ) = 5 мА
max
Uотс
(−6.0) В
Как правило, выбирают напряжение на истоке: Uи = 0.2*Eo = 0.2*10= 2 В, а напряжение сток- исток: Uси = E0/2 = 5 В.
Тогда напряжение на стоке равно: Uc = Uи + Uси = 2 + 5 = 7 В. Отсюда сопротивления в цепи истока и стока:
Uи
R6 = =Iс
2 В
16.7 мА
= 120 Ом
R5 =
E0 – Uc
=Iс
(10 − 7) В
16.7 мА
= 180 Ом
По номинальному ряду: R6 = 120 Ом ± 5%, R5 = 180 ± 10% Ом
Напряжение на затворе Uз равно: Uз = Uи + Uзи = 2 – 1 = 1 В
Рассчитаем сопротивление R4, исходя из заданной верхней частоты fв . Так как частота верхнего среза входной цепи fвх должна быть больше fв , а она определяется сопротивлением R4 и суммарной емкостью С = Сд+Свх+См, где Сд – проходная емкость диода, равная 1 пФ,Свх – входная емкость транзистора V2, См– емкость монтажа, равная 1 пФ.
Свх = Сзи + (???? · ????5 + 1) · ????зс = 1 + (6 ∗ 180 + 1) ∗ 0,5 = 2.04 пФ,
Следовательно:
С = СД + СВХ + СМ = 1 пФ + 2.04 пФ + 1 пФ = 4.04 пФ
То можно заключить, что необходимо взять:
????4 ≤ 1= 1
2∙3.14∙20 MГц∙4.04 пФ= 1970 Ом
По номинальному ряду: R4= 2 кОм ± 5%
После этого определяем ток делителя и сопротивление резистора:
????З 1 В
????Д2 = ????4 = 2 кОм = 0.5 мА.????3 =
(????0 − ????З)
=????Д2
(10 − 1)
0.5 мА
= 18 кОм.
В соответствии с номинальным рядом выбираем R3 = 18 кОм ± 10%
Проверка расчета по постоянному току с помощью компьютера
Правильность расчетов сопротивлений после их выбора по номинальному ряду в соответствии с табл. 5 удобно проверить с помощью компьютера [5, 6]. Составим эквивалентную схему каскада на полевом транзисторе (рис. 5, а) и с помощью программы FASTMEAN произведем расчет.
Эта программа сама нумерует узлы и элементы схемы, в порядке соединения элементов в программе. При расчете используются сопротивления резисторов принципиальной схемы (из рис. 1), выбранные из номинального ряда. Для этого принципиальную схему каскада на транзисторе V2 (рис. 4, а)
преобразуем в эквивалентную схему по постоянному току, заменяя полевой транзистор активными четырехполюсниками типа ИТУТ и ИНУН
(рис. 5, а).
Здесь NLR1 – нелинейное сопротивление, с помощью которого задается сквозная вольтамперная характеристика полевого транзистора конкретной модели – зависимость выходного тока Iс транзистора от управляющего входного напряжения UЗИ. Положительному выводу нелинейного резистора должен соответствовать больший номер узла схемы.
Чтобы построить ВАХ, необходимо дважды щелкнуть левой кнопкой мыши по элементу и в открывшемся диалоговом меню выбрать пункт
«Параметры», далее нажать на кнопку «Задать вольт-амперную характеристику» (рис. 5, б). В новом окне удалить имеющиеся точки, заданные программой по умолчанию, нажав на клавишу «удалить». В ячейках «u, В» и
«i, А» ввести данные для начальной точки с координатами (0; Iс нач) и нажать кнопку «Добавить». Последующие точки вплоть до значения Uзи = Uотс вольтамперной характеристики рассчитать с помощью уравнения
Ic = I
с нач
-
(1 − UЗИ ) ,
2
Uотс
изменяя значения Uзи от 0 до значения Uзи = Uотс. График строится на основе 7 – 15 точек, в зависимости от протяженности ВАХ конкретного транзистора. Порядок величины тока указывать можно с использованием сокращенного обозначения десятичной приставки (мили – м или m, микро – мк или u).
Вследствие несовпадения направления постоянного тока стока в реальном транзисторе и в компьютерной модели (рис. 5, а) коэффициенту передачи тока ИТУТ необходимо присвоить знак минус. 18
Схема (рис. 5, а) строится с номинальными сопротивлениями резисторов R3, R4, R5 и R6, Е0 – напряжение питания в соответствии с вариантом, полевой транзистор представлен в виде эквивалентной модели по постоянному току, выделенной контуром зеленого цвета.
Рис. 5. (а) Эквивалентная схема усилительного каскада на V2 по постоянному току и (б) Вольтамперная характеристика нелинейного резистора (в) Результаты анализа по постоянному току
Табл. 6. Результаты компьютерного анализа по постоянному току
| Токи и напряжения | UЗИ | UСИ | IД2 | IС |
| Единицы измерения | В | В | мА | мА |
| Расчет предварительный | -1 | 5 | 0.5 | 16.7 |
| Результат компьютерного анализа | 1 – 2 = -1 | 7 – 2= 5 | 0.5 | 16.7 |
Вывод: Результаты компьютерного анализа и предварительных расчетов сошлись, так как расхождение предварительных результатов и результатов компьютерного анализа не превышает разрешённых 10%.
- Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах V3, V4
Биполярные транзисторы КТ382А имеют следующие параметры:
-
транзистор биполярный кремниевый;
- UБЭ=0.6 В;
-
коэффициент усиления по току минимальный h21 min = 40; -
коэффициент усиления по току максимальный h21max = 330; -
частота единичного усиления fт = 1800 МГц; -
максимальный постоянный ток коллектора Iк max = 15 мА; -
максимальное напряжение коллектор-эмиттер uкэ max = 20 В; -
постоянная времени цепи обратной связи τк = 15 пс; -
ёмкость коллекторного перехода Ск = 2 пФ; -
допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе РК ДОП = 100 мВт.