Методические указания по выполнению расчета каскада на биполярном транзисторе

1. При расчете сопротивлений резисторов в схеме рис. 1 вначале определяется сумма сопротивлений R_К и R_Э. Значение одного из этих сопротивлений надо задать, исходя из следующих соображений: R_К влияет на коэффициент усиления, а R_Э на температурную стабильность тока коллектора. После определения сопротивлений R_К и R_Э можно рассчитать сопротивление R_Б. Если задан расчет каскада ОК, то в схему рис. 1 можно не включать резистор R_К.

Рассчитанные значения сопротивлений необходимо округлять в соответствии со стандартным рядом номиналов, например, рядом Е24, приведенным в табл. 2.

Таблица 2.

Индекс ряда	Числовые коэффициенты, умножаемые на любое число, кратное 10
Е6 E12 E24	1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,3; 4,7; 5,1; 5,6; 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1

Пример использования Табл.2.

Пусть в результате расчета сопротивления получили значение 73,5 кОм. При использовании ряда Е6, в качестве стандартного номинала мы можем взять только значение 68 кОм; при использовании ряда Е12 – значение 68 кОм или значение 82 кОм, при использовании ряда Е24 – значение 75 кОм или значение 82 кОм. Наиболее близким к рассчитанному является номинал 75 кОм.

Табл. 2 используют и при округлении рассчитанных значений емкостей конденсаторов.

2. При составлении принципиальной и эквивалентных схем каскада и входной цепи для области средних и верхних частот рекомендуется использовать материал из учебного пособия [1], раздел 4.2 для каскада ОЭ, раздел 4.4 для каскада ОБ и раздел 4.5 для каскада ОК.

3. При расчете входного и выходного комплексных сопротивлений каскада, коэффициента усиления и верхней граничной частоты для входной цепи, каскада и усилителя в целом также рекомендуется использовать материал из учебного пособия [1], раздел 4.2, раздел 4.4 и раздел 4.5.

4. Коэффициент передачи усилителя в целом (сквозной коэффициент передачи) K_СКВ на средних частотах рассчитывают как произведение коэффициента передачи каскада K₀ и входной цепи K_{0 ВЦ}.

При расчете результирующей верхней граничной частоты f_{В РЕЗУЛЬТ} усилителя в целом используют значение результирующей постоянной времени:

где  постоянная времени каскада в области верхних частот,  постоянная времени входной цепи в области верхних частот. Значение верхней граничной частоты f_{В РЕЗУЛЬТ} определяют по выражению:

5. Расчет емкости вспомогательных конденсаторов, обеспечивающих заданное значение нижней граничной частоты усилителя в целом, включает следующие этапы (см. также пособие [1], раздел 4.2, с. 51. . . 58).

 Вначале определяются все цепи, влияющие на спад АЧХ в области нижних частот, например, цепи, включающие в свой состав разделительные конденсаторы С1, С2 и блокировочный конденсатор С3.

 Составляются выражения для постоянных времени перечисленных цепей в области нижних частот _{Н С1}, _{Н С2}, _{Н С3}, куда входят емкости вспомогательных конденсаторов и разрядные сопротивления.

 Распределяют низкочастотные искажения между цепями. Числовой характеристикой искажения, например, за счет цепи, куда входит конденсатор С1, является величина m_{Н С1}, представляющая собой отношение нормированного коэффициента передачи данной цепи на заданной нижней граничной частоте _{Н РЕЗУЛЬТ.} = 2 f_{Н РЕЗУЛЬТ.} усилителя в целом к нормированному коэффициенту передачи усилителя в целом в области средних частот. На заданной нижней граничной частоте усилителя в целом нормированный коэффициент передачи

m_{Н РЕЗУЛЬТ.} = 0,707. Значение m_{Н РЕЗУЛЬТ.} равно произведению нормированных коэффициентов передачи цепей: m_{Н РЕЗУЛЬТ.} = m_{Н С1}· m_{Н С2}· m_{Н С3}. Для того, чтобы получить заданное значение m_{Н РЕЗУЛЬТ.} = 0,707, надо подобрать соответствующие значения сомножителей, например, принять их одинаковыми:

m_{Н С1} = m_{Н С2} = m_{Н С3} = 0,891 ≈ 0,89.

 Для определении емкости конденсатора С1 вначале рассчитывают постоянную времени цепи, куда входит С1, используя выражение

куда подставляют значения m_{Н С1} = 0,89 и _{Н РЕЗУЛЬТ.} = 2 f_{Н РЕЗУЛЬТ.} = 2·1 кГц.

Затем, по известному значению разрядного сопротивления R_{РАЗР. С1} определяют значение емкости С1 и округляют его, используя ряд номиналов.