Основы радиоэлектроники и схемотехники (стр. 3 из 3)
Rэ = Uэ/Iэ = 7,5/0,00689 =1088 (Ом),
Выберем из ряда с отклонением
5% реальное сопротивление резистора Rэ, ближайшим к рассчитанным значениям сопротивления обладает резистор с номиналом 1,1 кОм4. Определим ток базы
Iб = Iэ/ h21э
Определим по справочнику коэффициент передачи по току для транзистора КТ3102А, h21э = 200…500. Пусть h21э = 300, тогда
Iб = 0,00689/300 » 23 (мкА)
5. Определим потенциал базы транзистора:
Uб = Uбэ + Uэ,
где напряжение база – эмиттер в рабочей точке для кремниевого транзистора можно принять Uбэ = 0,6 В.
Uб = 0,6 + 7,5 =8,1 (В)
6. Для обеспечения работоспособности схемы стабилизации задаемся током делителя напряжения, образованного резисторами R1 и R2, в десять раз больше, чем ток базы:
Iд = 10×Iб = 10×23×10-6 = 0,23 (мА)
7. Находим сопротивления R1 и R2:
R1 = (Uип-Uб)/(Iд + Iб) = (15 – 8,1)/(230×10-6 + 23×10-6) = 27272 (Ом)
R2 = Uб/Iд = 8,1/270×10-6 = 30000 (Ом)
Выберем из ряда с отклонением
5% реальные сопротивления резисторов R1 и R2, ближайшими к рассчитанным значениям сопротивлениями обладают резисторы с номиналами 27 кОм и 30 кОм соответственно.8. Определим емкости конденсаторов при выполнении которых значение коэффициента усиления по напряжению на нижней граничной частоте fн = 20 Гц:
где Rвх - входное сопротивление каскада включенного по схеме с ОК;
Rвых – выходное сопротивление каскада включенного по схеме с ОК.
Rвых = 17 (Ом)
где
- входное сопротивление транзистора 
Выберем из ряда с отклонением
20% реальную емкость конденсатора C1, ближайшим большую сторону к рассчитанному значению емкости имеет конденсатор с номиналом 6,8 мкФ. 
Выберем из ряда с отклонением
20% реальную емкость конденсатора C2, ближайшим в большую сторону к рассчитанному значению емкости имеет конденсатор с номиналом 22 мкФ.9. Рассчитаем коэффициент усиления каскада по току:
10. Рассчитаем коэффициент усиления каскада по напряжению:
13. Определим нижние граничные частоты при выбранных емкостях C1, C2 и Сэ:
14. Определим коэффициенты частотных искажений, обусловленных фильтрами, на частоте f=20Гц:
, где n = 1, 2, 3Мн1 = 1,41
Мн2 = 1,35
15. Определим верхние граничные частоты:
Ск справочные данные емкости перехода транзистора равная 6 пФ:
16. Определим коэффициенты частотных искажений на частоте f = 20 кГц:
, где n = 1, 2, 3Мв1 = 1,000003
Мв2 = 1,00002
Мв3 = 1,000002
Задание 3
Решение:
1. По заданным Uип и Uвыхmax определим Rк
Uип экв = Uип×Rн /(Rк + Rн ),
Rк экв = Rк×Rн /(Rк + Rн ).
Uвыхmax = Uип экв - Iкб0 Rк экв
Поскольку ток Iкб0 = 0,05 мкА (см. приложение 3), то выразив Rк из формул имеем:
Выберем из ряда с отклонением
5% реальное сопротивление резистора Rк, ближайшим к рассчитанному значению сопротивления обладает резистор с номиналом 2,0 кОм.2. По известному Rк определим Uип экв и Rк экв
Uип экв = Uип×Rн /(Rк + Rн ) = 15×8200/(2000+8200) = 12,06 (В),
Rк экв = Rк×Rн /(Rк + Rн) = 2000×8200/(2000+8200) = 1608 (Ом).
3. На семействе выходных ВАХ БТ построим нагрузочную прямую, описываемую уравнением
Iк(Uкэ) = (Uип экв – Uкэ) Rк экв
По координатам точек пересечения нагрузочной прямой с выходными характеристиками, соответствующими токам базы Iб = Iб';Iб'';…, определяются значения напряжения коллектор – эмиттер, которое является выходным Uкэ = Uвых . Далее по входной характеристике БТ Iб = f (Uбэ) при Uкэ > 0 для тех же значений тока базы находятся соответствующие напряжения база-эмиттер Uбэ = Uбэ';Uбэ'';… .
Входное напряжение рассчитывается согласно выражению
По известным U0вых, U1вых и U0пор, U1пор построим передаточную характеристику
4. Определим значения тока коллектора и базы Iкн, Iбн, соответствующие режиму насыщения, а также значение тока базы Iбm при максимальном значении входного напряжения Uвхm.
Iкн = (Uипэкв – U0вых)/Rкэкв = (12,06 - 0,32)/1608 = 7,3 (мА)
Iбн = (Uипэкв - U0вых)/(Rкэкв×h21э) = (12,06 – 0,32)/300×1608 = 24 (мкА)
S = Iбm/Iбн
Iбm = S×Iбн = 2×24 = 48 (мкА)
Uвхm = 1,1 U1пор = 1,1×9 = 9,9 (В)
выпрямитель каскад коллектор резистор
5. Определим сопротивление резистора R1:
R1 = (U1пор - U0пор)/Iбm = (9-2)/0,000048 = 145833 (Ом)
Выберем из ряда с отклонением
5% реальное сопротивление резистора R1, ближайшим к рассчитанному значению сопротивления обладает резистор с номиналом 150 кОм.6. Определим сопротивление R2
U0пор = (Uбэпор(R1+R2)+UсмR1)/R2
Выразим R2 и приняв Uбэпор = 0,6 В имеем:
R2 = (Uбэпор+Uсм)R1/(U0пор-Uбэпор) = (0,6+4)×150000/(2-0,6) = 492857 (Ом)
Выберем из ряда с отклонением
5% реальное сопротивление резистора R2, ближайшим к рассчитанному значению сопротивления обладает резистор с номиналом 510 кОм.7. Рассчитаем быстродействие транзисторного ключа:
tвкл = tвклln(S/(S-1))
где tвкл – постоянная времени включения, определяемая выражениями
tвкл = th21э + tк
th21э = 1/(2pfh21э) = 1/(2p× 100×106) = 1,6 (нс)
tк = (Cк + Cн )Rкэкв = (6×10-12 + 0,1×10-9)×1608 = 0,17 (мкс)
tвкл = 1,6×10-9 + 0,17×10-6 = 0,172 (мкс)
tвкл = 0,172×ln(2) = 0,12 (мкс)
tзад выкл = (th21э/2)ln((Iб+Iбобр)/(Iбн+Iбобр))
Iбобр = Uсм/R2 = 4/510000 = 7,8 (мкА)
Iб = Iкбm = 48 (мкА)
tзад выкл = 0,8×10-9×ln((48+7,8)/(24+7,8)) = 0,45 (нс)
tсп = th21эln(1+Iбн/Iбобр) = 1,6×10-9ln(1+24/7,8) = 2,25 (нс)
tнрU = 2,3tк = 2,3×0,17 = 0,391 (мкс)