при Uкб=5В………………………………………………………………..5пс
Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эммитером
при Uкб=1В, Iк=5мА, Т=298К………………………………………35 – 300
Емкость коллекторного перехода при Uкб=5В………………………..0,65пФ
Емкость эммитерного перехода при Uэб=1В……………………………..1пФ
Индуктивность вывода базы……………………………………………..2нГн
Индуктивность вывода эммитора………………………………………..2нГн
Предельные эксплуатационные данные:
Постоянное напряжение коллектор-эммитер…………………………….15В
Постоянный ток коллектора……………………………………………..20мА
Постоянная рассеиваемая мощность при Т=213…318К…………….100мВт
Расчет эквивалентной схемы транзистора
Значения элементов схемы Джиаколетто могут быть рассчитаны по паспортным данным транзистора по следующим формулам [3]:
=3 - для планарных кремниевых транзисторов, =4 - для остальных транзисторов,В справочной литературе значения
и часто приводятся измеренными при различных значениях напряжения коллектор-эмиттер . Поэтому при расчетах значение следует пересчитать по формуле [3] , (3.3.1.1)где
- напряжение , при котором производилось измерение ; - напряжение , при котором производилось измерение .где
- емкость коллекторного перехода; - постоянная времени цепи обратной связи; - статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером; - граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером; - ток коллектора в рабочей точке в миллиамперах.Крутизна транзистора:
3.3.2 Расчет элементов однонаправленной модели биполярного транзистора
Расчет усилительных каскадов также основан на использовании однонаправленной модели транзистора [4], справедливой в области частот более
, где = ( - граничная частота коэффициента передачи тока, - статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером) и приведенной на рисунке 3.3.2.1.Рис. 3.3.2.1 Однонаправленная модель биполярного транзистора
Элементы схемы замещения могут быть рассчитаны по следующим эмпирическим формулам [4]:
где
- индуктивность вывода базы; - индуктивность вывода эмиттера; - предельное значение напряжения ; - предельное значение постоянного тока коллектора.При расчетах по эквивалентной схеме, приведенной на рисунке 3.3.2.1, вместо
используют параметр - коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования [5], равный = (3.3.2.1)где
- частота, на которой коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования равен единице; - текущая частота.3.4 Расчет цепей термостабилизации
Существует несколько вариантов схем термостабилизации. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования к термостабильности. В данной работе рассмотрены три схемы термостабилизации: пассивная коллекторная, активная коллекторная и эмиттерная.
3.4.1. Эммитерная термостабилизация
Транзисторный каскад с эммитерной термостабилизацией приведен на рисунке 3.4.1.1
Рис. 3.4.1.1 Усилительный каскад с эммитерной стабилизацией
Расчет элементов схемы эммитерной термостабилизации производится по формулам в [6].
Напряжение на эммитерном сопротивлении обычно выбирают:
Тогда сопротивление Rэ будет равно:
Напряжение источника питания:
Расчет базового делителя:
Ток делителя:
Мощность, рассеиваемая на RЭ:
Пассивная коллекторная стабилизация.
Данный вид термостабилизации (схема представлена на рисунке 3.4) используется на малых мощностях и менее эффективен, чем две другие, потому что напряжение отрицательной обратной связи, регулирующее ток через транзистор подаётся на базу через базовый делитель.
Транзисторный каскад с пассивной коллекторной термостабилизацией приведен на рисунке 3.4.2.1
Рис. 3.4.2.1 Каскад с пассивной коллекторной стабилизацией
Подробный расчет элементов схемы приведен в [6].
Для того, чтобы пассивная коллекторная термостабилизация была эффективной необходимо, чтобы напряжение URк лежало в пределах:
Тогда сопротивление RК и источник питания будут равны:
Рассчитаем RБ:
Тогда рассеиваемая мощность каскада:
что почти в 2 раза больше рассеиваемой мощности каскада с эммитерной термостабилизацией.
Активная коллекторная стабилизация