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] |
