Расчет выходного эмиттерного повторителя эмиттерного повторителя ЭП1

Расчет сквозного коэффициента усиления

Определим коэффициент усиления по напряжению, необходимый для реализации поставленной задачи:

.

Эскизный расчет усилителя.

При этом расчете коэффициенты усиления эмиттерных повторителей принимаются за единицу, т.е. а общий коэффициент усиления всего усилителя распределяют между каскадами.

С учетом этого расчета можно предположить, что на одном каскаде на БТ такое усиление реализовать невозможно, т.к. сопротивление нагрузки очень мало Ом, а сопротивление генератора велико кОм.

Оценочный расчет коэффициента усиления при реализации всего усилителя на одном каскаде:

Если взять в этом расчете то что значительно меньше всего усилителя.

В данном курсовом проекте, рекомендуется использовать следующую структурную схему усилителя (рис.1).

Рис.1 Структурная схема многокаскадного усилителя низкой частоты

Приближенный расчет коэффициентов усиления промежуточных каскадов.

Пусть

Для минимизации нелинейных искажений, целесообразно выбирать коэффициенты усиления выходных каскадов меньшими, чем коэффициенты усиления входных.

Поэтому выберем , а , где a-некоторый коэффициент меньший единицы.

Тогда .

Выберем . В результате получаем:

Знак "-" означает, что эти каскады инвертируют фазы.

5. Расчёт усилителя на средних частотах

Расчет выходного эмиттерного повторителя эмиттерного повторителя ЭП1

Для увеличения сопротивления нагрузки ЭП по переменному току, будем использовать ЭП с генератором тока на .

Рис.2 Принципиальная схема ЭП1 с генератором тока в цепи эмиттера

Для того чтобы транзистор , на котором построен генератор тока, обеспечивал заданную величину постоянного тока необходимо ему на вход подать постоянное напряжение. Для этого в схеме используется делитель напряжения, состоящий из двух сопротивлений R_Д1 и R_Д2.

БТ должен работать в активной области. Для этого при самом большом токе I_k0max должно выполняться неравенство U_КЭmin > 1 В. При этом должно выполняться неравенство I_коmax<I_кодоп .

Рис.3 Выбор рабочей точки БТ в ЭП7

Для расчета ЭП заменим БТ линеаризованной эквивалентной схемой для СЧ и НЧ. Частоты усиливаемого сигнала низкие (т.е. сопротивление емкостей С_диф и С_К в области рабочих частот большое, поэтому их можно не учитывать). Кроме того, допускаем, что .

Рис.4. Эквивалентная схема ЭП1 по переменному сигналу

Считаем, что генератор тока по переменному сигналу имеет бесконечно большое сопротивление, поэтому весь переменный ток протекает через нагрузку. Поэтому ,

Так как через генератор тока переменная составляющая тока не протекает, то

Для того, чтобы ЭП1 работал в активной области выбираем постоянную составляющую тока эмиттера на 25% больше, чем переменную, т.е.

= 1.25 = 31 мА_.

Из рис.2 видно, что выполняется равенство

Расчет токов эмиттера и базы транзистора :

Для генератора тока используем тот же тип БТ, что и в ЭП, т.е. где

Для обеспечения достаточной стабильности постоянного тока коллектора т повышения входного сопротивления транзистора по переменному сигнала выберем величину сопротивления

Расчет и :

Выберем тогда

Чтобы транзисторы и работали в активной области необходимо, чтобы выполнялись следующие неравенства:

Если считать, что для заданного типа БТ то можно рассчитать наименьшее значение по формуле:

— постоянная составляющая напряжения на базе VT1

Проверка не превышения допустимых значений:

Так как максимальный ток превышает допустимые значения, будем использовать структуру с двумя соединенными параллельно транзисторами (Рис.5) , тогда предельно допустимый ток будет составлять 60мА.

Рис.5 Принципиальная схема ЭП1 с генератором тока в цепи эмиттера c двумя параллельно соединенными транзисторами

Расчет

, где

Результаты расчёта ЭП₁:

	0.25	5.875	2.583	12.38	0.997		23.334

5.2 Расчёт усилителя УС2

Рис.6 Принципиальная схема ЭП1 и УС2

Основные требования к расчёту усилительного каскада:

1.Транзистор должен работать в активной области, т.е. .

2.Должны выполняться условия слабого влияния следующего каскада, т.е.

.

Рис.7 Эквивалентная схема УС2 по переменному сигналу

Для этого усилителя нагрузка по переменному сигналу равна:

Коэффициент усилителя по напряжению:

Из схемы можно получить выражение для

Если то

Таким образом: слабо зависит от

Выберем

Так как то

Проверим выполняется ли условие

Из предварительного расчета известен поэтому решив относительно находим

, где

Проверка

- VT₂ работает в активной области.

Расчет

Расчет

Расчет

Итоги расчета УС2:

125.18	0.02	0.915	0.544	16.72