2. Задание

2.1. Изучить темы курса "Характеристики и параметры биполярных транзисторов", "Характеристики и параметры усилителей", "Одиночные усилительные каскады". Подготовить ответы на контрольные вопросы (см.. п.5).

2.2. Начертить принципиальные электрические схемы одиночных усилительных каскадов.

2.3. Рассчитать графоаналитическим методом показатели работы усилительного каскада с ОЭ. Для чего построить для заданного варианта линию нагрузки МN по постоянному току, используя выходные характеристики транзистора (см. рис. 3.2); выбрать рабочую точку покоя А и через нее провести линию нагрузки CD по переменному току; определить графически напряжение покоя U_кп и ток покоя I_кп; построить временную диаграмму максимального выходного неискаженного напряжения u_вых=f(t) при синусоидальном входном сигнале и определить амплитуду синусоидального выходного напряжения U_выхm.

2.4. Начертить эквивалентные схемы и рассчитать основные параметры усилителей по формулам табл. 3.3, где R_вх − входное сопротивление каскада с учетом сопротивления делителя R_Б, R_вых − выходное сопротивление каскада, K_i=I_н/I_вх − коэффициент усиления по току, K_Е=U_вых/Е_г – коэффициент усиления ЭДС Е_г источника сигнала, К_u=U_вых/U_вх − коэффициент усиления по напряжению относительно входного напряжения U_вх, К_р=Р_вых/Р_вх − коэффициент усиления по мощности, знак || означает параллельное соединение резисторов. Результаты расчета занести в табл. 3.4.

2.5. Рассчитать коэффициент температурной нестабильности S.

2.6. Рассчитать частоты f_н, f_в, f₀ и углы сдвига фаз _н, _в.

2.7. Рассчитать и построить частотные K_E(f) и фазовые (f) характеристики усилителей.

2.8. Рассчитать коэффициенты частотных искажений М_н и М_в.

Таблица 3.3

Параметры усилителя	Схема ОЭ	Схема ОК
Rвх	Rб1 || rвх1; Rб1=R1 || R2; rвх1=rб+(1+)rэ	Rб2 || [Rн2(1+)]; Rб2=R3 || R4
Rвых	Rк1 || r	;
Ki		;
Ku
KE
Kp	Ki1 Ku1	Ki2 Ku2
Rн~

Таблица 3.4

№ ва-рианта	Схема включения	Результаты	Параметры
			Rвх, кОм	Rвых, кОм	КЕ		Ku	Ki	Kp
	ОЭ	Расчет
	ОК	Расчет

3. Методические указания

3.1. К п.2.3. Перерисовать с рис. 3.2 характеристики транзистора и взять из табл. 3.2 значения Е_к, R_к1, R_э1, R_н1 в соответствии с заданным вариантом.

Рекомендуемый порядок расчета усилительного каскада с общим эмиттером:

а) провести линию нагрузки по постоянному току MN, как показано на рис. 3.4, используя выходные характеристики транзистора (рис. 3.2). Линия нагрузки MN стоится по двум точкам. Точка N соответствует режиму холостого хода, когда I_к=0, а U_кэ=Е_к. Точка M соответствует режиму, когда U_кэ=0, I_к=Е_к/(R_к1+R_э1);

б) выбрать рабочую точку покоя А примерно посредине линии нагрузки по постоянному току MN, провести через точку покоя А линию нагрузки СD по переменному току под углом , котангенс которого пропорционален результирующему сопротивлению в цепи коллектора по переменному току: ctg=(a/b)R_н1~, где a − масштабный коэффициент по оси ординат, мА/мм; b − масштабный коэффициент по оси абсцисс, В/мм; R_н1=(R_к1R_н1)/(R_к1+R_н1), кОм;

в) определить графически параметры: U_кп − напряжение на коллекторе в режиме покоя, I_кп − коллекторный ток покоя, U_выхm − амплитуду неискаженного выходного напряжения.

3.2. К п. 2.6. Частоты f_н, f₀ и f_в определять из приближенных выражений:

для схемы ОЭ

,

где ;

− постоянная времени перезаряда конденсатора С_р1; − постоянная времени перезаряда конденсатора С_р2; − постоянная времени перезаряда конденсатора С_э1; − постоянная времени перезаряда эквивалентной емкости коллекторного перехода;

для схемы с ОК

, ,

где ;

− постоянная времени перезаряда конденсатора С_р3; − постоянная времени перезаряда конденсатора С_р4; С_н2 − постоянная времени перезаряда конденсатора нагрузки С_н2.

3.3. К п.2.7. При расчете зависимостей и следует задаваться частотами f=(0,2; 0,5; 1; 2; 5) f_н и f=(0,2; 0,5; 1; 2; 5) f_в.

3.4. К п. 2.8. Коэффициенты частотных искажений определять из выражений:

для схемы с ОЭ

,

где ; ;

, ;

, ω_в1=2πf_в1;

для схемы с ОК

,

где ; ;

,

, .