2.3. Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3,v4

Принципиальная схема каскадов на биполярных транзисторах по постоянному току (рис. 4)

Для расчета сопротивлений резисторов необходимо выбрать режимы работы транзисторов V3 и V4.

Выберем токи покоя транзисторов V3 и V4:

I_К4 ≤ I_Кmax/2= 30/2 = 15 мА

I_К4 = 15 мА

I_К3 ≤ I_К4

I_К3 = 12 мА

Напряжение коллектор-эмиттер транзистора V4 U_КЭ,4 = 5 В.

Напряжение на эмиттере U_Э4 = 0.1*E₀ = 0.1 * 10 В = 1 В, тогда

U_Б4 = U_Э3 = U_Э4 + U_БЭ = 1 В + 0.7 В = 1.7 В

Можно заметить, что U_Б4 = U_Э3, тогда

U_Б3 = U_Э3 + U_БЭ = 1.7 В + 0.7 В = 2.4 В

U_К4 = U_Э4 + U_КЭ,4 = 1 В + 5 В = 6 В

Для вычисления токов базы I_Б3 и I_Б4 и дальнейших расчетов определим коэффициенты передачи по току h₂₁, используя крайние значения

h₂₁ = 155

Тогда I_Б3 и I_Б4 будут равны:

I_Б3 = 0.07 мА.

I_Б4 = 0.09 мА.

Примем ток делителя I_Д3 ≥ 10* I_Б3 = 10*0.07 мА = 0.7 мА.

Выберем I_Д3 = 1 мА

Ввиду большого коэффициента передачи по току h₂₁, будем считать, что I_Э3 I_К3, а I_Э4 I_К4.

Вычислим сопротивления резисторов

R9=Uэ3/Iк3=141 Ом

R10=(E0-Uк4)/Iк4=266 Ом

R11=Uэ4/Iк4=66 Ом

R7=(E0-Uб3)/(Iд3+Iб3)=8,92 кОм

R8=Uб3/Iд3=3,098 кОм

Значения резисторов необходимо выбрать в соответствии с номинальным рядом.

Тогда:

R7 = 9,1 кОм

R8 =3,3 кОм

R9 = 141 Ом

R10 = 266 Ом

R11 = 68 Ом

2.4. Проверка расчета по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3 и v4 с помощью компьютера

Для проверки расчетов по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах V3 и V4 можно использовать компьютер (программу FASTMEAN). Составим эквивалентную схему:

Эквивалентная схема усилительного каскада на V3 и V4 по постоянному току (рис. 5)

Сопротивления R6 и R1 не являются резисторами, они отражают эквиваленты входных сопротивлений переходов база-эмиттер транзисторов V3 и V4 h_11,3 и h_11,4. Они вычисляются по таким формулам:

Вследствие несовпадения направления постоянного коллекторного тока в реальном транзисторе и в компьютерной модели коэффициенту передачи тока h₂₁ необходимо присвоить знак минус.

Вычислим токи в резисторах и напряжения в узлах.

Результаты расчётов на ПК (рис. 6)

Сравним результаты расчета на ПК и предварительного расчета.

	V3				V4
Токи и напряжения	UБ3	UЭ3	IД3	IЭ3	UЭ4	UК4	IК4
Ед. измерения	В	В	мА	мА	В	В	мА
Расчет предварительный	2.4	1.7	0.7	12.1	1	6	15
Расчет компьютерный	2.48	1.78	0.75	11.9	1.06	5.81	15.6

Несложно убедится, что результаты расчетов на ПК совпадают с заданной точностью (разница не превышает 10%). Можно считать, что расчет всех элементов по постоянному току сделан правильно.