1. Расчет усилителя

1. Исходные данные

Вар	Ес, мВ	Rс, Ом	Ku	Rн, Ом	S	Fн,	Fв,	Tн, С	Tв, С
1	0,125	1000	90	400	3	500 Гц	20 кГц	-20	+80

2. Расчет

1. Определяется из задания ток в нагрузке Iн=Uн/Rн

Для определения Uн=Ec*Ku=0,000125*90=0,01125 V

Ток в нагрузке Iн=0,01125/400=0,000028125 А= 0,028125 мА

2. Определяется допустимая мощность

Находим мощность в нагрузке:

Pн=Iн*Uн

Pн=0,000028125*0,01125=0,00000032 Вт

Pк доп = 8*ξ*Pн= 8*1,2*0,00000032 = 0,0000030375 Вт

3. Определение допустимого тока коллектора транзистора Iк доп:

Iк доп=5*Iн = 0,000140625 А

4. Определение допустимого напряжения Uкэ доп:

Uкэ=10*Uн = 0,1125 В

5. Определение необходимого коэффициента усиления тока базы

В= (0,5÷1,5)*Ku

В= 1* 90 = 90

6. Частотный диапазон усилителя и выбор коэффициента частотных искажений Мн и Мв

f_{В =} 20 кГц, f_Н = 500 Гц, М_В = М_Н = 0,7

7. Выбираем транзистор из Приложения.

Наиболее подходящий по параметрам – транзистор КТ203Б

Транзистор	Uкэдоп	Iкдоп	Ркдоп	Iк0	fгр	Ск	h11э	h12э х10-3	h21э	h22э
	В	мА	мВт	мкА	МГц	пФ	Ом			мкСм
КТ339А	25	25	260	0,5	50	2	360	0,05	25	11

2. Расчет режима транзистора по постоянному току

1. Выбор тока коллектора в рабочей точке

= 0,459 мА

Полученное < 1 мА, следовательно, принимаем = 1 мА.

Откорректируем параметры транзистора в зависимости от тока коллектора:

h21=K_Ik*h21(1mA) = 1*25

h12=K_Ik*h12(1mA) = 1*0,05 *10^-3

h11= K_Ik*h11(1mA) = 1*360 Ом

h22= K_Ik*h22(1mA) = 1*11 мкСм

2. Определение тока базы в рабочей точке

= /B= 1/90 = 0,011 мА

Проверка величины тока базы

= 0,000164 мА

Где, R_вх – входное сопротивление усилителя, можно принять

R_вх = [r_б+r_э(1+В)]//R_б  0,8·h_{11э = 288 Ом}

Условие выполнено, увеличивать не нужно.

3. Определение напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке.

= 0,064 В

Получено значение менее 2 В, значит принимаем .

3. Расчет параметров, обеспечивающих режим работы транзистора по постоянному току

Для схемы выбирают:

Сопротивление базы

R_б = 8[r_б+r_э(1+В)]  8·h_11э = 2880 Ом

= 0,32

Тогда

= 2880*0,32 = 928 Ом

. Полученное значение сопротивления округляем до ближайшего номинального значения.

= 1000 Ом

Определяем напряжение источника питания усилителя. Полагаем падение напряжения на резисторе R_К в рабочей точке (ток коллектора равен ) равным напряжению . С учетом падения напряжения на резисторе R_Э

= 2*2 + 1*10^-3*1000 = 5 В Округляем полученное значение до ближайшего большего номинального напряжения из ряда {5; 6,3; 9; 12; 15; 18; 24}. 5 В

Скорректируем значение . Для выбранного значения Е_К :

= = 2 В

Определяем сопротивление в цепи коллектора:

= 2000 Ом

Округляем полученное значение до ближайшего номинального 2000 Ом и корректируем для выбранного значения R_К ток = 1 мА

Определяем напряжение базы относительно общей шины:

= 1*10^-3*1000 + 0,7 = 1,7 В , где - напряжение между базой и эмиттером в рабочей точке, обычно для кремниевых транзисторов принимают _{. Мы принимаем его за 0,7 В.}

4. Расчет делителя в цепи базы.

Напряжение холостого хода делителя = 1,7 + 0,011*10^-3*2880 = 1,73 В . Величины сопротивлений вычисляется по известным выражениям:

= 8323 Ом , = 4404 Ом.

Полученные значения сопротивлений округляют до ближайших номинальных значений

= 8200 Ом; = 4300 Ом.

Величина тока делителя должна удовлетворять условию

.= 0,044*10^-3

Условие выполнено.

После расчета параметров, обеспечивающих режим транзистора по постоянному току, необходимо проверить полученное значение коэффициента усиления

= 20, 2

где = 333,3 Ом

R_вх – входное сопротивление усилителя, = 320 Ом

Полученное значение К_u0 меньше заданного, следовательно, подключаем к схеме эмиттерный повторитель на выход.

5. Расчет усилителя с эмиттерным повторителем на выходе

Напряжение эмиттера в рабочей точке:

≈ ( Uk1 – 0,6) = 2 – 0,6 = 1,4 В

Сопротивление:

R_Э2 =  = 3000 Ом.

Входное сопротивление эмиттерного повторителя находится по формуле:

R_вхэп ≈ R_эн(1+В)= 32123 Ом , где = 353Ом

Необходимый ток коллектора транзистора VT1 в рабочей точке 0,48 мА

,что значительно меньше 1 мА. При малых токах коллектора (менее 1 мА) снижается значение В, поэтому выбираем = 1 мА.

Ток эмиттера транзистора VT2 в рабочей точке определяют по выражению:

= 0,459 мА

Коэффициент усиления эмиттерного повторителя получается равным:

. = 0,98

Тогда общий коэффициент усиления будет равен К_U = К_усК_эп. Здесь коэффициент усиления усилителя К_ус определяется по формуле , но так как нагрузкой усилителя является входное сопротивление эмиттерного повторителя, то .= 1882,8 Ом

= 114

К_U = К_усК_эп = 111,7.

Данное значение больше заданного (в пределах нормы), поэтому вносить дальнейшие изменения в схему не требуется.