ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (стр. 4 из 4)

7.2 Транзистор VT1

В качестве транзистора VT1 используем транзистор КТ339А с той же рабочей точкой что и для транзистора VT2:

I_ко= 5мА

U_кэо=10В

Возьмем Rк = 100 (Ом).

Рассчитаем параметры эквивалентной схемы для данного транзистора используя формулы 5.1 - 5.13 и 7.1 - 7.3.

Ск(треб)=Ск(пасп)*

=2×

=1,41 (пФ), где

Ск(треб)-ёмкость коллекторного перехода при заданном Uкэ0,

Ск(пасп)-справочное значение ёмкости коллектора при Uкэ(пасп).

rб=

=17,7 (Ом); gб=

=0,057 (Cм), где

rб-сопротивление базы,

-справочное значение постоянной цепи обратной связи.

rэ=

=6,54 (Ом), где

Iк0 в мА,

rэ-сопротивление эмитера.

gбэ=

=1,51(мСм), где

gбэ-проводимость база-эмитер,

-справочное значение статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмитером.

Cэ=

=0,803 (пФ), где

Cэ-ёмкость эмитера,

fт-справочное значение граничной частоты транзистора при которой

Ri=

=1000 (Ом), где

Ri-выходное сопротивление транзистора,

Uкэ0(доп), Iк0(доп)-соответственно паспортные значения допустимого напряжения на коллекторе и постоянной составляющей тока коллектора.

gi=1(мСм).

(Ом)

нс

– входное сопротивление и входная емкость нагружающего каскада.

(См)

- верхняя граничная частота при условии что на каждый каскад приходится по 0,75 дБ искажений. Данное значение f_в удовлетворяет техническому заданию. Нет необходимости в коррекции.

7.2.1 Расчет схемы термостабилизации

Как было сказано в пункте 7.1.1 в данном усилителе наиболее приемлема эмиттерная термостабилизация поскольку транзистор КТ339А является маломощным, кроме того эмиттерная стабилизация проста в реализации. Схема эмиттерной термостабилизации приведена на рисунке 4.1.

Порядок расчета:

1. Выберем напряжение эмиттера

, ток делителя

и напряжение питания

;

2. Затем рассчитаем

Выберем

Ток делителя

выбирается равным

, где

- базовый ток транзистора и вычисляется по формуле:

(мА);

Тогда:

мА

Напряжение питания рассчитывается по формуле:

(В)

Расчёт величин резисторов производится по следующим формулам:

(Ом);

(кОм);

8. Искажения вносимые входной цепью

Принципиальная схема входной цепи каскада приведена на рис. 8.1.

а) б)

Рисунок 8.1 - Принципиальная схема входной цепи каскада

При условии аппроксимации входного сопротивления каскада параллельной RC-цепью, коэффициент передачи входной цепи в области верхних частот описывается выражением:

где

; (8.1)

; (8.2)

; (8.3)

–

входное сопротивление и входная емкость каскада.

Значение

входной цепи рассчитывается по формуле (5.13), где вместо

подставляется величина

(Ом)

(с)

9. Расчет С_ф, R_ф, С_р

В принципиальной схеме усилителя предусмотрено четыре разделительных конденсатора и три конденсатора стабилизации. В техническом задании сказано что искажения плоской вершины импульса должны составлять не более 5%. Следовательно каждый разделительный конденсатор должен искажать плоскую вершину импульса не более чем на 0.71%.

Искажения плоской вершины вычисляются по формуле:

, (9.1)

где τ _и - длительность импульса.

Вычислим τ_н:

Тогда:

τ_н и С_р связаны соотношением:

, (9.2)

где R_л, R_п - сопротивление слева и справа от емкости.

Вычислим С_р. Сопротивление входа первого каскада равно сопротивлению параллельно соединенных сопротивлений: входного транзисторного, Rб1 и Rб2.

R_п=R_вх||R_б1||R_б2=628(Ом)

(Ф);

Сопротивление выхода первого каскада равно параллельному соединению Rк и выходного сопротивления транзистора Ri.

R_л=Rк||Ri=90,3(Ом)

R_п=R_вх||R_б1||R_б2=620(Ом)

(Ф);

R_л=Rк||Ri=444(Ом)

R_п=R_вх||R_б1||R_б2=48(Ом)

(Ф);

R_л=Rк||Ri=71(Ом)

R_п=R_н =75(Ом)

(Ф);

где С_р1 - разделительный конденсатор между Rг и первым каскадом, С₁₂ - между первым и вторым каскадом, С₂₃ - между вторым и третьим, С₃ - между оконечным каскадом и нагрузкой. Поставив все остальные емкости по 479∙10^-9Ф, мы обеспечим спад, меньше требуемого.

Вычислим R_ф и С_ф(U_RФ=1В):

(9.3)

(Ом)

(Ф) (9.4)

10. Заключение

В данном курсовом проекте разработан импульсный усилитель с использованием транзисторов 2Т602А, КТ339А, имеет следующие технические характеристики:

- верхняя граничная частота 14МГц;

- коэффициент усиления 64 дБ;

- сопротивление генератора и нагрузки 75 Ом;

- напряжение питания 18 В.

Схема усилителя представлена на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 - Схема усилителя

При вычислении характеристик усилителя использовалось следующее программное обеспечение: MathCad, Work Bench.

Литература

1. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник/ А.А. Зайцев, А.И. Миркин, В.В. Мокряков и др. Под редакцией А.В. Голомедова.-М.: Радио и Связь, 1989.-640с.

2. Расчет элементов высокочастотной коррекции усилительных каскадов на биполярных транзисторах. Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов радиотехнических специальностей / А.А. Титов, Томск: Том. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2002. - 45с.