3.3 Расчет предоконечного каскада

Предоконечный каскад связан с оконечным каскадом посредством гальванически связанной пары ОЭ-ОК.

На рисунке 3.3.1 приведена схема усилительного каскада с ОЭ, в котором использована цепь эмиттерной стабилизации рабочей точки транзистора. Применена гальваническая связь с нагрузкой (связь с оконечным каскадом через точки А и В) и емкостная связь с источником сигнала через разделительный конденсатор . Для устранения отрицательной обратной связи по переменному току резистор зашунтирован конденсатором . Таким образом, по переменной составляющей эмиттер транзистора заземлен.

Рисунок 3.3.1 – Схема предоконечного каскада

Сопротивление резистора рассчитывается по формуле:

, (3.17)

.

Ток коллектора в рабочей точке предоконечного каскада:

, (3.18)

.

Диоды VD1 и VD2 выбираются таким образом, чтобы при минимальном токе коллектора прямое падение напряжения на них составляло удвоенному минимальному напряжению база-эмиттер.

.

Выбираем диоды 1N456Аи 1N456А.

Соотношения, для выбора транзистора предоконечного каскада:

, (3.19)

,

, (3.20)

, (3.21)

.

По данным значениям выбираем транзистор n-p-n структуры КТ815А.

Напряжение в рабочей точке транзистора VT3:

, (3.22)

,

где U_КЭнас – напряжение насыщения коллектор – эмиттер, для данного транзистора (выбирается равной 0,5 В);

U_ВЫХ – выходное напряжение предоконечного каскада (равно входному напряжению оконечного каскада), В;

U_КЭ – допустимая нестабильность напряжения в рабочей точке в заданном диапазоне температур (выбирается равной 1 В).

3.3.1 Расчет параметров схемы в статическом режиме

Величина сопротивления резистора в цепи эмиттера:

, (3.23)

,

где – допустимое падение напряжения на эмиттерном сопротивлении, В.

Сопротивление выходной цепи постоянному току

, (3.24)

.

Проводим нагрузочную прямую постоянного тока через точку Е на оси абсцисс и точку

, (3.25)

.

на оси ординат и отмечаем на ней рабочую точку в режиме класса А с координатами

U_КЭ0 = 11,628 В,

I_K0 = 5,1 мA.

Рисунок 3.3.1.1 – Выходная характеристика транзистора КТ815А

Определяем ток базы в рабочей точке из рисунка 3.3.1.

I_б0 = 0,24 мА.

Коэффициент усиления транзистора по току равен:

, (3.26)

.

Допустимое изменение тока коллектора:

, (3.27)

,

,

где R_K – сопротивление коллектора, Ом;

R_Э – сопротивление эмиттера, Ом;

R_ВЫХ – выходное сопротивление, Ом.

Температурное смещение выходных характеристик определяется по формуле:

, (3.28)

,

где – изменение обратного тока коллекторного перехода, которым для кремниевого транзистора можно пренебречь;

– изменение температуры окружающей среды .

Допустимый коэффициент температурной нестабильности каскада:

, (3.29)

.

Параллельное сопротивление базовых резисторов:

, (3.30)

.

Сопротивление резисторов базового делителя:

, (3.31)

,

, (3.32)

.