Динамический расчёт первого каскада:

Следующим этапом является динамический расчёт. Найдём выходные динамические параметры каскада, и в первую очередь общее сопротивление базы, которое будет найдено из выражения:

R_б= R_б1* R_б2/ R_б1+ R_б2

R_б=11829,54*1170,46/11829,54+1170,46=1064,6586 Ом

Сопротивление по переменному току участка БЭ транзистора найдём из выражения:

R_вхд=∆U/∆I=U_бэмах-U_бэп/I_бмах-I_бп

R_вхд=0,47-0,46/(0,11-0,1)*10^-3=1000 Ом

Тогда входное сопротивление равно:

R_вх= R_вхд*R_б/ R_вхд+R_б

R_вх=1000*1064,6586/1000+1064,6586 =515,6584 Ом

Переменная составляющая источника сигнала между БЭ равна:

U_бэд= (R_вх/ R_вх+ R_н)*Е_и

U_бэд=(515,6584/515,6584+120)*0,01=0,0081 В

Тогда динамическое напряжение U_бд1 и U_бд2 равны:

U_бд1= U_п- U_бэд

U_бд1=0,46-0,0081=0,4519 В

U_бд2= U_п+ U_бэд

U_бд2=0,46+0,0092=0,47 В

Используя входную характеристику транзистора можно определить токи базы для минимального и максимального значений:

I_бдmin=0.009 мА

I_бдmax=0.011 мА

Следующим шагом необходимо найти выходные динамические параметры каскада, и в первую очередь общее сопротивление нагрузки, которое будет найдено из выражения:

R_н’=R_к1* R_н/ R_к1+ R_н

R_н’=650*3300/650+3300=714 Ом

Так как сопротивление в коллекторной цепи изменилось по переменному сигналу, необходимо пересчитать и построить динамическую нагрузочную прямую, которая будет пролегать по двум точкам на выходной характеристике. Первая точка останется как и для статистического режима точка П. Вторая точка фиктивная должна лежать на ординате I_к и может быть вычислена по формуле:

I_кд =Е_к/ R_н’

I_кд =13/714= 18мА

Реально нагрузочный динамический диапазон будет находится в пределах двух ветвей базового тока I_бд1 и I_бд2. Диапазон изменения выходного напряжения также изменится и будет, в соответствии с динамической нагрузкой, и будет составлять U_кд1 и U_кд2:

U_кд1=6 В

U_кд2= 8 В

Фактический коэффициент усиления каскада можно определить из выражения:

K_u1= U_кд2- U_кд1/2*E_r

K_u1=8-6/2*0.01=100

Напряжение на выходе найдём из выражения:

U_вых= U_кд2- U_кд1/2

U_вых=8-6/2=1 В

Так как фактический коэффициент меньше, чем требуется по условию, усилительный тракт дополняем вторым каскадом.

Расчёт по постоянному току второго каскада.

Для первого каскада выбираем транзистор КТ812В. Основные параметры транзистора приведены в приложении 3. Выбираем рабочую точку транзистора на входной вольт амперной характеристике (приложение 4). Эта точка будет являться точкой базы покоя. Проведя от неё перпендикуляр к оси I_б находим постоянный ток базы I_бп:

U_бэп= 1,5В

I_бп = 0,5 В

Найдём ток коллектора:

I_кп= I_бп*h_21э

I_кп=0,5*4=2 мА

На выходной ВАХ проведём их точки I_кп на оси I_к горизонтальную прямую до пересечения с некоторой ветвью из семейства токов базы. Это будет точной покоя П коллекторной цепи. Опустим перпендикуляр на ось напряжений U_кэп,где получим точку покоя рабочего положения:

U_кэп= 9 В

Построим статическую нагрузочную прямую по двум точкам, одна из которых является П, а вторая на оси U_кэ равная Е_к. Построив нагрузочную прямую при её пересечении с осью коллекторного тока, получаем точку I_к.

I_к=4,5 мА

Найдём сопротивление коллектора:

R_к2=Е_к/I_к=13/4,5*10^-3=3,1*10³ Ом=3100 Ом

Сопротивление эмиттера предназначено для термокомпенсации рабочего режима каскада и выбирается в пределах (0,1-0,2)*R_к2

R_э2=0,2* R_к2=0,2*3100=620 Ом

Ток делителя рекомендуется выбирать в маломощных каскадах в 8-10 раз больше тока базы:

I_д= I_бп*10=0,5*10=5мА

Расчитаем сопротивления резисторов R_б1 и R_б2:

R_б2= U_бэп+R_э1*I_кп/I_д

R_б4=1,5+620*2*10^-3/5*10^-3=248,3Ом

R_б4=E_к-I_д* R_б4/ I_д

R_б3=13-0,005*248,3/0,005=2351,7 Ом