Расчет элементов, обеспечивающих режим работы усилительного каскада по постоянному току и температурную стабильность

Факультет Радиовтуз МАИ

Кафедра 44-3 «Аналоговые и цифровые радиоэлектронные системы»

Домашнее задание

по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»

Введение

Домашнее задание заключается в расчете параметров усилительного каскада на биполярном транзисторе. Итогом домашнего задания является пояснительная записка с оформленными исходными данными, справочными данными на транзистор, необходимыми расчетами, выводами по проделанной работе. Неотъемлемой частью домашнего задания является оформление пояснительной записки и разработка схемы электрической принципиальной усилительного каскада и перечня элементов к схеме электрической принципиальной, оформленных по требованиям ГОСТ ЕСКД.

Порядок пунктов пояснительной записки должен соответствовать нижеследующей структуре.

Исходные данные

Варианты заданий и исходные данные для расчета приведены в Приложении 1.

Основные параметры транзистора

Основные характеристики и параметры выбранного транзистора, необходимые для дальнейших расчетов, выбираются из справочников и могут включать в себя следующее:

- название;

- материал;

- технология изготовления;

- тип проводимости;

- максимально допустимая рассеиваемая мощность коллектора;

- максимально допустимый постоянный ток коллектора;

- обратный ток коллекторного перехода при разомкнутом выводе эмиттера;

- пробивное напряжение коллектор-база при разомкнутой цепи эмиттера;

- граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером;

- коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала в схеме с общим эмиттером;

- емкость коллекторного перехода;

- постоянная времени цепи обратной связи коллекторной цепи;

- корпус.

Расчет первичных параметров транзистора

Расчет первичных параметров транзистора производится для выбранной рабочей точки, определяемой значениями тока коллектора Iк и напряжения коллектор-эмиттер Uкэ. Обычно значения Iк и Uкэ приводятся в справочных данных при указании номинальных параметров транзистора.

Для выбранной рабочей точки производится расчет следующих параметров транзистора:

- ток эмиттера Iэ;

- дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода r_э;

- параметр G, характеризующий активность транзистора (при минимальном или номинальном значении коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ);

- сопротивление растекания базы r_б;

- дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода r_бэ;

- емкость эмиттерного перехода Сэ.

Расчет низкочастотных g-параметров транзистора

Расчет низкочастотных параметров транзистора заключается в получении следующих параметров:

- входная проводимость g₁₁;

- проводимость прямой передачи g₂₁; (на низкой частоте g₂₁ равна крутизне транзистора S₀);

- выходная проводимость g₂₂;

- проводимость обратной передачи g₁₂;

- собственная постоянная времени транзистора t;

- граничная частота транзистора ω_s (Fs).

Расчет высокочастотных Y-параметров транзистора

Расчет высокочастотных параметров транзистора заключается в получении следующих параметров:

- входная проводимость Y₁₁(ω);

- проводимость прямой передачи Y₂₁(ω);

- проводимость обратной передачи Y₁₂(ω);

- выходная проводимость Y₂₂(ω).

Расчет элементов, обеспечивающих режим работы усилительного каскада по постоянному току и температурную стабильность

Расчет заключается в определении следующих параметров:

- напряжение на эмиттере Uэ;

- сопротивление в цепи эмиттера Rэ;

- коэффициент температурного сдвига α_Т;

- тепловое смещение входных характеристик DU_бТ;

- изменение обратного тока коллектора под влиянием температуры DI_кб0;

- ток делителя I_дел и ток базы I_б;

- напряжение на переходе база-эмиттер U_эб;

- сопротивления делителя в цепи базы R_б1 и R_б2;

- эквивалентное сопротивление делителя в цепи базы R_б;

- входное сопротивление транзистора r_вх;

- абсолютная нестабильность тока коллектора при выбранном режиме DIк;

- относительная нестабильность тока коллектора при выбранном режиме n.

По результатам расчетов проводится проверка на соответствие требованиям исходных данных: полученное значение нестабильности тока коллектора должно быть меньше заданного.