Расчет параметров усилительного каскада на биполярном транзисторе

Используя графики входной и выходных характеристик, можно найти параметры усилительного каскада:

а) Коэффициент усиления по напряжению

раз;

K_U,дб = 20lgK_U = 43.521 дБ.

б) Коэффициент усиления по току

раз;

K_i,дб = 20lgK_i = 32.041дБ.

в) Коэффициент полезного действия (КПД):

Р_н - мощность нагрузки максимальная (выходная);

Р_р - мощность источника, затраченная на обеспечение режима работы Мощность переменного тока нагрузки

P_н = 0.5 × U_нм × I_нм= 0.5 ∙ 5 ∙ 0.0084 = 21 мВт.

Мощность, затрачиваемая источником питания на обеспечение режима работы определяется по координатам точки Р (см. рисунок 3)

P_р = U_кэр × I_кр = 6 ∙ 0.028 = 168 мВт.

г) Мощность генератора входного синусоидального сигнала

P_вх = 0,5 × I_бм × U_бэм = 0.5 ∙ 0,00091 ∙ 0.25 = 85.1 мВт.

д) Коэффициент усиления по мощности

K_р,дб = 10lgK_р = 13.891 дБ.

2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Схема усилительного каскада на полевом транзисторе с управляющими p-n-переходом и каналом р-типа показана на рисунке 5. Транзистор включён по схеме с общим истоком.

Рисунок 5 - Схема усилительного каскада на полевом транзисторе.

В расчёте используем упрощённую схему замещения транзистора, показанную на рисунке 5, где обозначены:

g₁₁ - входная проводимость, См;

g₁₂U₂ - входной ток, обусловленный влиянием выходной цепи на входную;

g₁₂ - проводимость передачи напряжения;

g_{21 ×}U₁ -выходной ток, обусловленный проводимостью передачи тока g₂₁;

g₂₂ - выходная проводимость транзистора, См.

Схема замещения усилительного каскада показана на рисунке 6. В целях упрощения в схеме отсутствует проводимость g₁₁ и источник g₁₂U₂ ввиду их незначительной величины. Сопротивления резисторов R_з1 и R_и1 определяется из соотношений:

кОм,

кОм.

R_з1 - эквивалентное сопротивление цепи затвора;

R_н1 - эквивалентное сопротивление выходной цепи.

Коэффициент усиления по напряжению определяется по выражению

Коэффициент усиления по току

Коэффициент усиления по мощности

К_р = К_U × К_i = ∙ = 311.24 раз.

Входное сопротивление каскада

R_вх = R_з1 = кОм.

Выходное сопротивление каскада

Ом,

U_xx - напряжение на выходе при разрыве цепи нагрузки (холостой ход);

I_кз - ток на выходе при коротком замыкании выводов нагрузки.

Рисунок 6 – Упрощённая схема замещения усилительного каскада на полевом транзисторе

Список литературы

1. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник / Под общей ре­дакцией Горюнова Н.Н. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 904 с.

2. Жеребцов И.П. Основы электроники. - Л.: Энергоатомиздат, 1989.- 352 с.

3. Опадчий Ю.Ф., Грудкин, О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электро­ника. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002, - 768 с.