Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Анализ характеристик малосигнальных усилительных каскадов на биполярных транзисторах - файл 1.docx


Анализ характеристик малосигнальных усилительных каскадов на биполярных транзисторах
скачать (1155.2 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx1156kb.20.11.2011 21:43скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»


Кафедра электроники


Отчет

По лабораторной работе №7

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК МАЛОСИГНАЛЬНЫХ УСИЛИТЕЛЬНЫХ

КАСКАДОВ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ”

Вариант 6


Выполнил: студент группы 740101

Позняк Е.М.


Проверил:

ассистент Русакович В.Н.
Минск 2008


Цель работы:
1. Изучить основные характеристики и параметры малосигнальных усилительных каскадов.

2. Изучить метод анализа малосигнальных усилителей с помощью эквивалентных схем.

3. Изучить основные характеристики и параметры малосигнальных усилительных каскадов на БТ с ОЭ, ОК и ОБ.

4. Выполнить инженерный расчет малосигнального усилителя и рассчитать его основные параметры.

5. С помощью пакета OrCAD провести анализ характеристик усилителя и

исследовать влияние элементов схемы на основные характеристики.

^ Исходные данные:

схема включения транзистора: с общим эмиттером (рис. 1);

Тип БТ

Uкэ0, В

Iк0, мА

Ег, мВ

Rг, Ом

Rн, кОм

Сн, нФ

КТ358Б

10

5

4

300

8

0.15

Параметры транзистора КТ358Б:

Струк-тура

h21Эmin… h21Эmax

|h21э|/

на f, МГц

Cк, пФ

Cэ, пФ

Iкб0, мкА

Uкэ max, В

Iк max, мА

Pк max, мВт

p-n-p

10…100

4/20

5

15

10

30

30

100

Граничные частоты: fн = 20 Гц, fв = 20000 Гц.

Рис. 1 – Принципиальная схема усилительного каскада.



1^ . Расчет элементов принципиальной схемы усилительного каскад.

1.1. Для обеспечения стабилизации рабочей точки падение напряжения на резисторе RЭ (потенциал эмиттера) можно выбрать из условия

(1)

а напряжение питания UИП выбирается согласно выражению

(2)

для обеспечения максимального значения амплитуды неискаженного выходного сигнала.

1.2. Сопротивление резисторов RЭ и RК находим по выражениям

(3)

(4)

Из ряда номиналов резисторов выбираем: Rк = 2 кОм, Rэ = 400 Ом.

1.3. Находим ток базы

(5)

и потенциал базы транзистора

(6)

где напряжение база-эмиттер в рабочей точке для кремниевого транзистора можно принять Uбэ0 = 0,6 В.

1.4. Для обеспечения работоспособности схемы стабилизации задаемся током делителя напряжения, образованного резисторами R1 и R2, в десять раз больше тока базы:

(7)

1.5. Находим сопротивления R1 и R2:

(8)

(9)

Из ряда номиналов резисторов выбираем: R1 = 12 кОм, R2 =1,6 кОм.

1.6. Емкости конденсаторов находим из условий

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

Из входной вольт-амперной характеристики транзистора находим входное сопротивление h11Э:

(15)

Тепловой потенциал φт при температуре 300К равен 26 мВ.

(16)


(17)

(18)

Из таблицы номиналов выбираем конденсаторы: C1 = 91 мкФ, C2 = 82 мкФ, Cэ = 220 мкФ.



C1

C2

Cб

R1

R2

Rэ

Rк

91 мкФ

82 мкФ

220 мкФ

12 кОм

1,6 кОм

400 Ом

2 кОм

2. Расчет основных параметров усилительного каскада.

2.1. Расчет усилительных свойств каскада

Коэффициент усиления по току рассчитывается по формуле

(20)

Коэффициент усиления по напряжению

(21)

2.2. Граничные частоты фильтров, т. е. значения частоты сигнала на которых коэффициенты передачи уменьшаются в √2 раз, определяются выражениями

(22)

(23)

(24)
Выбираем наибольшее значение: fн = 10,496 Гц.

Для верхней граничной частоты полосы пропускания усилителя можно записать:

(25)

(26)

(27)

(28)
Выбираем наименьшее значение (fh21б >> fв2 ): fв = 0,53 МГц.

2.3. Вычисляем общее значение коэффициента частотных искажений на нижней и верхней граничных частотах:

(29)

(30)

^ 3. Проводим анализ рассчитанного усилителя с использованием пакета OrCAD.

3.1. Создаём документ Schematics, содержащий принципиальную схему

рассчитанного усилителя. В качестве источника входного напряжения V1 используем источник VAC, предназначенный для расчета частотных характеристик (AC Sweep).

3.2. Выполняем анализ схемы по постоянному току.




Iб0 мкА

Iк0 мА

Iэ0 мА

Iд мкА

Uкэ В

Uэ0 В

Uбэ В

Рассч.

15,81

5

4,8

1581

10

2

0,6

Промод.

46,24

7,141

7,188

451,99

11,178

2,372

0,611

Рассчитанные значения элементов схемы обеспечивают требуемый режим покоя.

3.3. Установили параметры анализа AC Sweep, задав изменение частоты по декадам в диапазоне от 1 до 10 Гц, 10 точек на декаду. Запустили выполнение анализа схемы.



Рис.2 – Частотная зависимость модуля коэффициента передачи по напряжению.

Рис.3 – Частотная зависимость модуля коэффициента по току.



Рис.5 – Частотная зависимость модуля сквозного коэффициента передачи по напряжению.




fн ,Гц

fв ,МГц

Рассч.

6,189

24,49

Промод.

1,49

39,26

Рассчитанные значения элементов схемы обеспечивают требуемую АЧХ усилителя.

4. Исследуем влияние значений элементов принципиальной схемы на АЧХ усилителя.

4.1. Влияние сопротивления нагрузки.



Рис.6 – АЧХ усилителя при сопротивлениях нагрузки 4, 8, 16 кОм.

Увеличение (уменьшение) сопротивления нагрузки повышает (уменьшает) коэффициент передачи по напряжению, увеличивает (уменьшает) fн и fв, сужает (расширивает) полосу пропускания усилителя.

4.2. Влияние сопротивления источника сигнала.

Рис.7 – АЧХ усилителя при сопротивлениях источника сигнала 150, 300 ,600 Ом.



Увеличение (уменьшение) сопротивления нагрузки повышает (уменьшает) коэффициент передачи по напряжению, увеличивает (уменьшает) fн и fв, сужает (расширивает) полосу пропускания усилителя.

4.3. Влияние ёмкости разделительного конденсатора С1.

Рис.8 – АЧХ усилителя при ёмкостях разделительного конденсатора С1 45, 91, 182 мкФ.

Увеличение (уменьшение) ёмкости разделительного конденсатора уменьшает (увеличивает) fн усилителя.

4.4. Влияние ёмкости конденсатора нагрузки.



Рис.9 – АЧХ усилителя при ёмкостях конденсатора нагрузки 0,075, 0,15, 0,3 нФ.

Увеличение (уменьшение) ёмкости конденсатора нагрузки уменьшает (увеличивает) fв усилителя.

Вывод:

В ходе проделанной работы мы изучили основные характеристики и параметры малосигнальных усилительных каскадов, изучили метод анализа малосигнальных усилителей с помощью эквивалентных схем, изучили основные характеристики и параметры малосигнальных усилительных каскадов на БТ с ОБ, выполнили инженерный расчет малосигнального усилителя и рассчитали его основные параметры, с помощью пакета OrCAD провели анализ характеристик усилителя и исследовали влияние элементов схемы на основные характеристики.




Скачать файл (1155.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации