Усилитель напряжения низкой частоты на транзисторе с общим эмиттером

     При известных значениях R₂ и R_Б1=R₁||R₂ сопротивление R₁ найдем по формуле:

      ; (1.2.12) 
 

     Чтобы обеспечить подобный ток базы и снизить  влияние температуры, выбираем ток  базового делителя в 5-10 раз больше тока базы : 

      ; (1.2.13)

     Далее проверяем, выполняется ли условие (1.2.14):

      ; (1.2.14)

      . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.3 Расчет усилительного  каскада по переменному  току

 

     Из  схемы следует, что входное сопротивление  усилителя равно параллельному  соединению R_Б и входного сопротивления транзистора . Рассчитаем входное сопротивление транзистора VT1 по формуле:

      ; (1.3.1) 

     После расчета входного сопротивления  транзистора можно найти входное  сопротивление усилителя:

      ; (1.3.2)

     Выходное  сопротивление R_ВЫХ определяется как отношение приращения выходного напряжения к приращению выходного тока в режиме КЗ на выходе. Из схемы видно, что R_ВЫХ находится как параллельное соединение сопротивлений R_К и r_КЭ.

      ; (1.3.3)

     Вначале получим выражение для коэффициента усиления в режиме холостого хода, т.е. при отключенной нагрузке:

      ; (1.3.4) 

     где - коэффициент усиления при отключенной нагрузке, которой является эмиттерный повторитель, - коэффициент, учитывающий ответвление части тока генератора тока  в сопротивление . 

      ; (1.3.5) 

     Коэффициент усиления с нагрузкой К определяется по формуле (1.3.6): 

      ; (1.3.6)

1.4 Расчет емкости конденсаторов

 

     Рассмотрим  влияние емкостей С1, С2, С_Э на низких частотах. При снижении частоты сигнала сопротивление емкостей С1, С2, С_Э увеличивается, следовательно снижается коэффициент усиления каскада. При расчете усилителя используют нормированный коэффициент усиления, учитывающий влияние емкостей на коэффициент усиления каскадов. Общий нормированный коэффициент усиления G_H равен произведению частных (1.4.1): 

      ; (1.4.1) 

где , , - коэффициенты усиления под влиянием емкостей С1, С2, и С_Э соответственно.

     На  низких частотах коэффициент G_H принимают равным 0,707. Таким образом, выбираем значения коэффициентов =0,99, =0,99, =0,72. Далее по формулам (1.4.2), (1.4.3), (1.4.4) определяем значения емкостей С1, С2, С_Э: 

      ; (1.4.2)

      ; (1.4.3)

      ; (1.4.4) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.5 Расчет амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик усилителя

 

     Амплитудно-частотные  свойства усилителя описываются  уравнением (1.5.1): 

      ; (1.5.1)

     где - постоянная времени.

      ; (1.5.2)

     

      ; (1.5.3)

      ; (1.5.4) 

     где - верхняя граничная частота транзистора в схеме с ОЭ. 

       

     Для определения фазо-частотных характеристик усилителя используется формула (1.5.5): 

      ; (1.5.5) 

     Результаты  вычислений приведены в таблице 3. График амплитудно-частотной характеристики приведен на рисунке 2, а фазо-частотной характеристики – на рисунке 3. 
 

     Таблица 3 – Результаты вычислений АЧХ и  ФЧХ 
 

 

Рисунок 2 – Амплитудно-частотная  характеристика 

 

Рисунок 3 – Фазо-частотная  характеристика. 
 
 

Заключение 

    В результате выполнения курсового проекта  мы освоили методику расчета усилителя  напряжения низкой частоты на транзисторе с общим эмиттером. Получившаяся схема усилителя изображена в приложении А, сборочный чертеж платы – в приложении Б. Номиналы элементов схемы приведены в приложении В. Значения параметров усилителя при выбранных значениях элементов удовлетворяют заданию курсового проекта. Верхняя граничная частота усилителя получилась больше заданной, при желании понизить верхнюю граничную частоту требуется выбрать другой транзистор. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованных источников 

1. Полупроводниковые  приборы: транзисторы. Справочник/В. А. Аронов [и др.]; под общ. ред. Н. Н. Горюнова. – М.: Энергоиздат, 1982. – 904 с.

2. Транзисторный  усилительный каскад: методические  указания к курсовому проекту  по дисциплине «Электротехника и электроника» / сост. И. Е. Мясников. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007 – 32 с.

3. Оформление  курсовых и дипломных проектов: методические указания для студентов  технических специальностей / В. Н. Кичигин, И. Е. Мясников, С. И. Тимошенко. –Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. – 80 с.