1 
Электрический расчёт усилителя на биполярном

транзисторе
И с х о д н ы е  д а н н ы е :


1 Напряжение источника питания Е_ист=2,5В;

2 Амплитуда напряжения на нагрузке , равная амплитуде входного напряжения следующего каскада U_H
=0.2В;

3 Амплитуда тока в нагрузке , равная амплитуде входного тока с учётом тока, проходящего через цепь смещения следующего каскада I_H
=1мА:                     

4 Сопротивление источника сигнала R
_сиг
=1КОм и сопротивление нагрузки R
_Н
=1Ком;

5  Диапазон частот F_H
=1000Гц и F
_В
=40МГц;

6 Допустимые частотные искажения М_Н =М_В =1.05 на нижней и верхней граничных частотах;

7 Ёмкость С_Н=5000 пФ;

Рисунок 1.1  - Резистивный усилитель на биполярном транзисторе.

Т р е б у е т с я  о п р е д е л и т ь :

1 Тип транзистора.

2 Режим работы транзистора по постоянному току.

3 Элементы цепи стабилизации рабочей точки.

4 Основные показатели работы каскада:

-коэффициент усиления по току;

-входное сопротивление каскада;

-коэффициент усиления по напряжению;

-выходное сопротивление каскада;

5 Элемент схемы каскада С_э.

П о р я д о к  р а с ч ё т а :
1 Выбираем транзистор КТ315Б

   -
U
_{КЭ проб}
=20В
>
Е_ист;

   -
h
_11э
=450Ом;

   -
h
_12э
=0.04;

   -
h
_21э
=10;

   -
h
_22э
=5*10^-4См;

   -
I
_кэ
=20мА;

   -
D
h
_э
=
h
_11э
h
_22э
-
h
_12э

h
_21э
=1.75.
2 Определяем величину постоянной составляющей тока коллектора

              
I
_К
min
=(5
¼
10)
I
_кэ
=10
×2
0=200мкА;                                      (1.1)

                      
I_K
³
I_H+I_{K min}=1+0.2=1.2
мА
;

Принимаем I_K
=1.2мА.
3 Выбираем минимальное напряжение между коллектором и эмиттером

                                          U
_КЭ
min
=1B.                                                 (1.2)
4 Определяем напряжение между коллектором и эмиттером

                         
U
_КЭ0

³
U
_КЭ
min
+
U_H
=1+0.2=1.2
B
;                              (1.3)

Принимаем U_K
Э0
=1.5В. 
5 Определяем ток базы

                                                                                   (1.4)

          

 6
Выбираем напряжение на сопротивлении
R
_Э
в цепи коллектора

                                  
U_R
Э
=(0.15
¼0.2)
Е_ИСТ=0.2
×2.5=0.5
В                (1.5)

7 Вычисляем сопротивление
R
4 в цепи коллектора

                                                                         (1.6)

                                            

8 Уточняем значения постоянных составляющих токов в цепи коллектора и базы

                                                                (1.7)

                                                                                     (1.8)

           Принимаем I_K
=0.2мА ,
I
_Б0
=20мкА.
9 Выбираем ток цепи смещения
                                      I_1,2=(3
¼
5) I
_Б
0
=5
×
0.02=0.1
мА
;                                   (1.9)
10 Рассчитываем сопротивление
R
3 цепи стабилизации рабочей точки
                                                                    (1.10)

           

11 Рассчитываем эквивалентное сопротивление нагрузки цепи коллектора

                                                                   (1.11)
12 Определяем коэффициент усиления по току

      

                                                                          (1.12)
13 Расчитываем входное сопротивление
                                                             (1.13)
14 Вычисляем коэффициент усиления по напряжению

                                                                          (1.14)
15 Определяем входное сопротивление каскада
                                                         (1.15)
16 Проверяем коэффициент частотных искажений на верхней частоте диапазона

                         

                                                  (1.16)

                                                                               (1.17)

                                                                       (1.18)
17 Вычисляем ёмкость блокировочного конденсатора С3 в цепи эмиттера
                                      (1.19)
 2  Электрический расчёт усилителя на биполярном

транзисторе
И с х о д н ы е  д а н н ы е :


1 Напряжение источника питания Е_ист=2,5В;

2 Амплитуда напряжения на нагрузке , равная амплитуде входного напряжения следующего каскада U_H
=0.2В;

3 Амплитуда тока в нагрузке , равная амплитуде входного тока с учётом тока, проходящего через цепь смещения следующего каскада I_H
=1мА:                     

4 Сопротивление источника сигнала R
_сиг
=1КОм и сопротивление нагрузки R
_Н
=1Ком;

5  Диапазон частот F_H
=1000Гц и F
_В
=40МГц;

6 Допустимые частотные искажения М_Н =М_В =1.05 на нижней и верхней граничных частотах;

7 Ёмкость С_Н=5000 пФ;

Рисунок 1.2  - Резистивный усилитель на биполярном транзисторе.

Т р е б у е т с я  о п р е д е л и т ь :

1 Тип транзистора.

2 Режим работы транзистора по постоянному току.

3 Элементы цепи стабилизации рабочей точки.

4 Основные показатели работы каскада:

-коэффициент усиления по току;

-входное сопротивление каскада;

-коэффициент усиления по напряжению;

-выходное сопротивление каскада;

5 Элемент схемы каскада С_э.

П о р я д о к  р а с ч ё т а :
1 Выбираем транзистор КТ315Б

   -
U
_{КЭ проб}
=20В
>
Е_ист;

   -
h
_11э
=450Ом;

   -
h
_12э
=0.04;

   -
h
_21э
=10;

   -
h
_22э
=5*10^-4См;

   -
I
_кэ
=20мА;

   -
D
h
_э
=
h
_11э
h
_22э
-
h
_12э

h
_21э
=1.75.
2 Определяем величину постоянной составляющей тока коллектора

              
I
_К
min
=(5
¼
10)
I
_кэ
=5
×2
0=100мкА;                                      (1.1)

                       I_K
³
I_H+I_{K min}=1+0.1=1.1
мА
;

Принимаем I_K
=1.1мА.
3 Выбираем минимальное напряжение между коллектором и эмиттером

                                         
U
_КЭ
min
=1B.                                                
(1.2)
4 Определяем напряжение между коллектором и эмиттером

                         
U
_КЭ0

³
U
_КЭ
min
+
U_H
=1+0.2=1.2
B
;                              (1.3)

Принимаем U_K
Э0
=1.5В. 
5 Определяем ток базы

                                                                                   (1.4)

          

 6
Выбираем напряжение на сопротивлении
R
_Э
в цепи коллектора

                                 
U_R
Э
=(0.15
¼0.2)
Е_ИСТ=0.15
×2.5=
0
.
375В                (1.5)

7 Вычисляем сопротивление
R
7 в цепи коллектора

                                                                              (1.6)

                                           

8 Уточняем значения постоянных составляющих токов в цепи коллектора и базы

                                                                  (1.7)

                                                                                     (1.8)

           Принимаем I_K
=0.1мА ,
I
_Б0
=10мкА.
9 Выбираем ток цепи смещения
                                      I_1,2=(3
¼
5) I
_Б
0
=3
×
0.01=0.03
мА
;                                 (1.9)
10 Рассчитываем сопротивление
R
6 цепи стабилизации рабочей точки
                                                                    (1.10)

           

11 Рассчитываем эквивалентное сопротивление нагрузки цепи коллектора

                                                                   (1.11)
12 Определяем коэффициент усиления по току

      

                                                                          (1.12)
13 Расчитываем входное сопротивление
                                                             (1.13)
14 Вычисляем коэффициент усиления по напряжению

                                                                          (1.14)
15 Определяем входное сопротивление каскада
                                                               (1.15)
16 Проверяем коэффициент частотных искажений на верхней частоте диапазона

                         

                                                  (1.16)

                                                                               (1.17)

                                                                       (1.18)
17 Вычисляем ёмкость блокировочного конденсатора С6 в цепи эмиттера
                                               (1.19
)


3      
Выводы

Таблица 1 – Сравнение практических и расчетных значений

	Практические значения	Расчетные значения
R4	3,9 КОм	4,1 KОм
R7	1 КОм	568 Oм
R3	1,2 МОм	8,9 KОм
R6	120 КОм	191 KОм
C3	0,047 мкФ	0,062 мкФ
C6	4,7 мкФ	0,34 мкФ

 


Приложение 1

Рисунок 1.3 – Схема электрическая принципиальная слухового аппарата