Файл: Преподаватель Н. Н.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.12.2023

Просмотров: 71

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.






величины RС зависит требуемое напряжение питания ЕС каскада. Уравнение вы- ходной цепи каскада по постоянному току имеет вид:

EСUСИПUИПIСПRС.

Из этого выражения видно, что увеличение RС ведет к увеличению требу- емого ЕС, поэтому RС выбирается из условия:

RС (35)∙RH=(35)∙1,42= 4,26÷7,1 кОм.

Выбираем из стандартного ряда сопротивлений Е24 номинал резистора RС=5,6 кОм.

  1. Определяется амплитуда переменной составляющей тока стока:

IСm UHm /RH= UHm /(RH RС)=30∙10-3/(1,42∙1035,6∙103)=26,55

мкА≈0,027мА.

  1. Задаются координаты точки покоя выходной цепи транзистора. Они должны удовлетворять условиям:

IСП > IСm;

UСИП> UСm + ∆UСИ =30∙10-3+2=2,03В.

Для определения UСИП принимают UСИ = 1 ÷ 2 В; IКП определяют из условия:

IСП = (1,1 ÷ 1,2)∙IСm=(1,1 ÷ 1,2)∙26∙10-6=29,7÷32,2мкА.

Для транзисторов малой мощности, применяемых в КПУ, рекомендуется задавать IСП так, чтобы точка покоя цепи затвора располагалась на линейном участке стоко-затворной ВАХ и в середине линейной области выходных ВАХ. Для увеличения коэффициента усиления по напряжению КU следует использо- вать транзистор с возможно большей крутизной S стоко-затворной ВАХ, т.к. коэффициент КU прямо пропорционален нагрузке RН, которая относительно низкоомная в данном случае. Также, для увеличения крутизны следует исполь- зовать более высокие значения тока стока в рабочей точке. Точка покоя должна располагаться на линейном участке стоко-затворной ВАХ (наилучшее положе-
















7ПЭба1.2.04.00000ПЗ
Лист
















26

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата






ние точки покоя - середина линейного участка стоко-затворной ВАХ). В дан- ном случае нужно увеличить IСП, например, до IСП =1мА. Также после выбора транзистора по его ВАХ можно уточнить величину UСИП.

  1. Падение напряжения на сопротивлении RИ выбирается из условия UИП = (0,1 ÷ 0,3)∙ЕС. Подставляя UИП в уравнение выходной цепи каскада по постоян- ному току, получим выражение для расчета EС:

EC (UСИП IСП RC)/(0,70,9)= (2,03+1∙10-3∙5,6∙103)/(0,70,9)=10,9÷8,48В.

Принимаем для расчета напряжение питания каскада из ряда рекомендованных значений равным ЕС=12В.

  1. Выбирается транзистор из условий:

UСИДОП ≥ Ес=12В;

IСДОП > IСП + IСm=1мА + 0,027мА=1,027мА; РСДОП > UСИПIСП=2,03∙1∙10-3=2,03 мВт;

fS  (3  5)∙fВ=(3  5)∙20000=60÷100кГц.

Для таких условий по предельным параметрам подходит кремневый мало- мощный полевой транзистор с р-n-переходом и каналом p-типа КП103И. Тран- зисторы КП103И кремниевые эпитаксиально-планарные полевые с затвором на основе p-n перехода и каналом р-типа. Предназначены для работы во входных каскадах УНЧ, УПТ и ключевых устройствах аппаратуры широкого применения. Выпускаются в металлическом герметичном корпусе с гибкими выводами. Тип прибора указывается на корпусе. Масса транзистора не более 1 г. Параметры ма- ломощного транзистора КП103И приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры транзистора КТ103И

Частотные свойства полевого транзистора описываются частотой fS, - пре- дельная частота полевого транзистора. Оценить возможную величину fS можно по условному обозначению типа транзистора, в котором третий элемент несет
















7ПЭба1.2.04.00000ПЗ
Лист
















27

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата


Транзи-

стор
S,

мА/В
UЗИотс, В
CЗИ,

пФ
CЗС,

пФ
IСнач, мА
UСИдоп, В
IСmax, мА
PКmax, мВт

КП103И
0,8÷2,6
0,8÷3
20
8
0,8÷1,8
12
-
21







информацию о его частотных свойствах. Например, транзистор КП103 – это ма- ломощный транзистор c максимальной рассеиваемой мощностью менее 0,4Вт. Следовательно, по данным классификации полевых транзисторов по частотным свойствам из методических указаний он имеет fS  3МГц.

6. В справочнике приведены выходные (рисунок 8) и стоко-затворные ВАХ (рисунок 9) транзистора, с помощью которых уточняем выбор рабочей точки. На выходных ВАХ показано UСИдоп = 20В. В середине линейной области отме- чена

выбранная рабочая тока П с параметрами IСП =1мА, UСИП =6В.


Рисунок 8 – Стоковая ВАХ транзистора КП103И

По стоко-затворной ВАХ (рисунок 9) транзистора КП103И для тока стока IС=IСП=1мА определяется напряжение UЗИП=0,5В. Точка покоя располагается на линейном участке стоко-затворной ВАХ.
















7ПЭба1.2.04.00000ПЗ
Лист
















28

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата



Рисунок 9 – Стоко-затворная ВАХ транзистора КП302Б



  1. Рассчитывается величина сопротивления в цепи истока RИ по формуле RИ UИП/IСП= 0,4/1∙10-3 = 400 Ом,

где напряжение покоя истока равно:

U E– U – I R= 12 – UВХ1∙10-3∙5,6∙103=0,4 В.

ИП С СИП СП С 6 –

Выбираем из стандартного ряда сопротивлений Е24 номинал резистора Rи390 Ом.

  1. Рассчитываются величины сопротивлений входного делителя R1 и R2. Величина сопротивления R2 выбирается равной 1 МОм, величина сопротивле- ния R1 определяется с учетом того, что для транзистора с р-каналом UЗИП > 0, по формуле:

????С ∙ ????2 12 ∙ 1 ∙ 106

????1 = − ????2 = − 1 ∙ 106 = 12,33 МОм.

????ИП + ????ЗИП 0,4 − 0,5

Выбираем из стандартного ряда сопротивлений Е24 номинал резистора R112 МОм.
















7ПЭба1.2.04.00000ПЗ
Лист
















29

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата






9. Производится расчет каскада по переменному току на основании схемы замещения каскада по переменному току в области средних частот, представлен- ной в методических указаниях.

Так как входное сопротивление полевого транзистора имеет очень боль- шую величину – 102 ÷ 103 МОм и выше, то его влиянием на работу схемы пре- небрегают. Сопротивления входного делителя R1 и R2 представлены сопротив- лением:

RД = R1  R2= 12∙106106  МОм.

Выходная цепь транзистора представлена источником тока IС=S∙UЗИ

=S∙UВХ и внутренним сопротивлением канала r1.

Параметр ri транзистора определяют по стоковой ВАХ (рисунок 8), прохо- дящей через точку покоя выходной цепи:

ri=∆UСИ/∆IC= 16/0,1∙10-3=160 кОм.

Параметр S определяют по стоко-затворной ВАХ (рисунок 9) в окрестности точки покоя с координатами UЗИП=0,5В, IСП=1мА:

S=∆IC/∆UЗИ =0,4∙10-3 /0,27 = 1,48 мА/В.

По схеме замещения определяются параметры каскада по переменному току:

  • входное сопротивление

RBX= UBX/IГ= RД= МОм;

  • выходное сопротивление (сопротивление относительно выходных зажимов при отключенном RН)

RВЫХ RC ri5,6∙103 160∙103 5,41 кОм;

  • коэффициент усиления по напряжению

KU UH /UBX UСИ /UЗИ SriRCRH=1,48∙10-3∙(160∙103 5,6∙1031,42∙103)=1,67.

10. Определяется необходимое для управления каскадом амплитудное значение входного напряжения

UBXm UHm/KU = 30∙10-3/1,67 = 18 мВ.
















7ПЭба1.2.04.00000ПЗ
Лист
















30

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата



На рисунке 9 показано, что весь размах UBX=2∙ UBXm =2∙18∙10-3=36 мВ укладывается на линейном участке стоко-затворной ВАХ, следовательно, сиг- нал не будет усилен с большими нелинейными искажениями.

Величина UBXm меньше ЭДС генератора еГ=20мВ, указанной в техниче- ском задании, что и требуется для входного каскада.

Так как условие усиления сигнала без искажений выполняется, то опреде- ляют необходимую для управления каскадом ЭДС генератора по формуле:

eГ.УПР UBXm(RBX RГ)/RBX=18∙10-3∙(0,92∙106+500)/0,92∙106=18,01мВ

и сравнивают ее величину с величиной еГ=20мВ, указанной в техническом зада- нии. Так как еГ.УПР меньше еГ, то последовательно с источником входного сиг- нала ставится ограничивающее сопротивление RОГР для предотвращения пере- хода усилителя в насыщение. Величина RОГР определяется по формуле:

????Г ∙ ????ВХ 20 ∙ 10−3 ∙ 0,92 ∙ 106

????ОГР = − ????ВХ − ????Г = − 0,92 ∙ 106 − 500 =

????ВХ???? 18 ∙ 10−3

= 101,72 кОм.

Выбираем из стандартного ряда сопротивлений Е96 номинал резистора [7]

????ОГР = 102 кОм.
















7ПЭба1.2.04.00000ПЗ
Лист
















31

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата

Смотрите также файлы