Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току

1.2.1 Строим нагрузочную прямую для переменного тока. Для этого запишем 2й закон Кирхгофа для переменного тока:

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru (6),

где Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Выражение (6) является уравнение нагрузочной прямой для переменного тока. Эта прямая строится на выходных статических характеристиках

транзистора по двум точкам: Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru и Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru .

Так как Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru , то нагрузочная прямая для переменного тока пойдет под бо́льшим углом к оси напряжений, чем нагрузочная прямая для постоянного тока.

Поскольку выходной ток состоит из постоянной и переменной составляющих ( Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ), то необходимо совместить эти две нагрузочные прямые. Совмещение производится через рабочую точку А методом переноса нагрузочной прямой для переменного тока параллельно самой себе. Получим совмещенную нагрузочную прямую.

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Еп`/Rн~

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Iб3

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Еп`/R3 Iб2

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru В

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru IбА

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru А

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Iб1

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru СIб=0

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Uкэ

Еп`

1.2.2 На входных характеристиках изображаем входное напряжение с амплитудой Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru . Проецируем максимальное и минимальное значения входного напряжения до пересечения с входной характеристикой – получаем значения Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru и Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru .

Изображаем зависимость Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru .

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru IбUкэ=5В

 
  Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Imб Iбmax

0
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru π
IбА
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru А`
 
  Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru


Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Iбmin

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Uбэ
0

 
  Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Umб

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru π
ωt

1.2.3 На выходных характеристиках отмечаем справа точки Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru и Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru и изображаем статические характеристики, соответствующие этим точкам. Спроецировав точки пересечения изображенных характеристик с совмещенной нагрузочной прямой на ось токов и ось напряжений, получим максимальные и минимальные значения коллекторного тока и коллекторного напряжения.

Изображаем зависимости: Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru и Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru .

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Еп`/Rн~

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Еп`/R3

Iбmax

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Imк

IбА

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru 0 π 2π A

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Iбmin

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Iб=0

0
Uкэ
Еп`

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Umк

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

π

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

ωt

1.2.4 Определив амплитуды Imб, Imк, Umк, находим коэффициенты усиления:

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

2 Пример графо-аналитического расчета ШПУ

(эмиттерная стабилизация)

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Дано: Еп=15В

R3=600 Ом

R5=400 Ом

Umб =50mВ

f =50Гц

Построение нагрузочной прямой для постоянного тока и выбор рабочей точки

2Й закон Кирхгофа для постоянного тока для выходной цепи:

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ,

где Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru - напряжение питания, не участвующее в процессе усиления.

Обозначим напряжение питания, участвующее в усилении, как Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru .

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Подставив значения, получим: Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru .

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Строим нагрузочную прямую для постоянного тока по двум точкам с координатами: Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Исключив нерабочие области, получим рабочий участок нагрузочной прямой- отрезок BC. Разделив этот отрезок пополам, определим положение рабочей точки А. Этой точке соответствует ток базы IбА=0,1mA, ток коллектора IкА=0,01А, выходное напряжение UкэА=6В.

Переносим рабочую точку на входную характеристику, получим точку А` и соответствующее ей напряжение смещения UбэА=0,8В.

Ток эмиттера определяем из основного уравнения транзистора:

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Iб, mA Iк, A

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Uкэ=5В

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Iб=0,6mA
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru 00,6

0,05
0,25
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

0,04
Iб=0,4mA
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru 0,

0,03
0,15
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru 0,2

Iб=0,2mA
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

0,02
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru
IбА=0,1mA
B

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

С
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru
IкА=0,01А
IбА=0,1mA
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru А` А

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Uбэ,В Iб=0 Uкэ,В

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru 0,4 0,8 1,2 0 4 8 12

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru UбэА=0,8ВUкэА=6В

Расчет элементов схемы

2.2.1 Определим сопротивление резистора Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru , где Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Выбираю из ряда Е24 Приложения А (Резисторы постоянные. Ряды номинальных сопротивлений, ГОСТ 2825-67) Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru .

2.2.2 Определим сопротивление резистора Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Выбираю Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

2.2.3 Определим сопротивление резистора Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Выбираю Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

2.2.4 Определим емкость разделительного конденсатора Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru , где Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru .

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru определяем по входным характеристикам транзистора:

Iб, mA

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Uкэ=5В

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru 0,2

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

0,15
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

0,1
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

0,05
Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru А`

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Uбэ,В

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru 0,4 0,8 1,2

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru 0,73 0,87

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Выбираю из ряда Е-12 Приложения А Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

2.2.5 Определим емкость разделительного конденсатора Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Выбираю Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

2.2.6 Определим емкость блокировочного конденсатора Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru ; Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Выбираю Графо-аналитический расчет ШПУ по переменному току - student2.ru

Наши рекомендации