Ministerstvo školství Ruské federace
Uralská státní technická univerzita
Ústav automatizace a řízení v technických systémech
VÝPOČET PŘEDZESILOVAČE
NA TRANSISTORU KT3107I
Práce na kurzu
Elektronika
Student gr. R-291a A.S. Klykov
Učitel
docent, Ph.D. V. I. Pautov
Jekatěrinburg 2000
1. Předběžná data pro výpočet zesilovače 3
2. Výběr tranzistoru4
3. Výpočet režimu tranzistoru pro stejnosměrný proud 4
4. Volba napájecího napětí 5
5. Výpočet prvků, které zajišťují provozní režim tr-ra5
6. Výpočet kapacit C f, C 1, C 2, C e 7
7. Výsledky výpočtu8
8. Frekvenční charakteristika a fázová charakteristika zesilovače 9
9. Reference 10
1. Předběžná data pro výpočet zesilovače
UH = 0,2 V
R N = 0,3 kOhm
RC = 0,5 kOhm
tmax = 700 C
F n = 50 Hz
F c = 25 Hz
 |
2. Volba tranzistoru.
Pro vybraný tranzistor je faktor kvality Dt:
kde r¢b je objemový odpor základny rovný 150 Ohm Kapacita přechodu C na kolektor
Podle vypočtených údajů a z podmínek: P k max > P k, B min ³ B nutné, ¦ in ³¦ in, musíme vybrat tranzistor KT3107I
3. Výpočet režimu tranzistoru pro stejnosměrný proud.
Kolektorový proud I to je určen vzorcem:
kde R in \u003d V * r e \u003d 1k9 - vstupní odpor kaskády E c - zdroj signálu
Napětí na kolektoru-emitoru U ke: Pracovní bod tranzistoru = 1,5 V
I 0 k \u003d 1,82 V
4. Volba napájecího napětí.
Najděte R e podle vzorce:
kde S je teplotní koeficient
Rb \u003d (5¸10) R in \u003d 5 * 1900 \u003d 9500 Ohm- celkový odpor základny
Najít U b:
Pojďme definovat R f:
Podle GOST vybíráme:
R 1 \u003d 6k0 R 2 \u003d 16k0 R e \u003d 3k2 R f \u003d k45
Zkontrolujeme splnění nerovnosti:
I 0 až * R e + U 0 ke + I 0 až * R až + (I 0 až + I d) * R f 3 E k
5,824 + 1,5 + 2,5 + 1,179 ³ 5
11 ³ 5 - nerovnost je splněna
Definujte pro opakovač R e2:
U B2 \u003d U K1 \u003d I 0 e * R e + U 0 Ke \u003d 1,82 mA * 3.2kOhm + 1.5V = 7.32 V
U Be2 \u003d r¢ b * I 0 e \u003d 150 * 1,82 mA = 0.27 V
Najděte R in2 a R out2:
Zisk první fáze:
6. Výpočet kapacit C f, C 1, C 2, C e.
kde К SG = 40 – faktor vyhlazení
f P = 100 Hz– kmitočet zvlnění hlavního napájení
| 8. Amplitudo-frekvenční a fázově-frekvenční charakteristiky. | ||||||||||||||||
| 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 100 | 160 | 320 | 640 | 1280 | 2560 | 5120 | 10240 | 20480 | 40960 | 81920 | 163840 |
| 1 | 1.30103 | 1.47712125 | 1.60205999 | 1.77815125 | 2 | 2.20411998 | 2.50514998 | 2.80617997 | 3.10720997 | 3.40823997 | 3.70926996 | 4.01029996 | 4.31132995 | 4.61235995 | 4.91338994 | 5.21441994 |
| 62.8 | 125.6 | 188.4 | 251.2 | 376.8 | 628 | 1004.8 | 2009.6 | 4019.2 | 8038.4 | 16076.8 | 32153.6 | 64307.2 | 128614.4 | 257228.8 | 514457.6 | 1028915.2 |
| 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.2 | 2 | 3.2 | 6.4 | 12.8 | 25.6 | 51.2 | 102.4 | 204.8 | 409.6 | 819.2 | 1638.4 | 3276.8 |
| 5 | 2.5 | 1.66666667 | 1.25 | 0.83333333 | 0.5 | 0.3125 | 0.15625 | 0.078125 | 0.0390625 | 0.01953125 | 0.00976563 | 0.00488281 | 0.00244141 | 0.0012207 | 0.00061035 | 0.00030518 |
| 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.4 | 4 | 6.4 | 12.8 | 25.6 | 51.2 | 102.4 | 204.8 | 409.6 | 819.2 | 1638.4 | 3276.8 | 6553.6 |
| 4.6 | 1.7 | 0.46666667 | -0.35 | -1.56666667 | -3.5 | -6.0875 | -12.64375 | -25.521875 | -51.1609375 | -102.380469 | -204.790234 | -409.595117 | -819.197559 | -1638.39878 | -3276.79939 | -6553.59969 |
| 25 | 6.25 | 2.77777778 | 1.5625 | 0.69444444 | 0.25 | 0.09765625 | 0.02441406 | 0.00610352 | 0.00152588 | 0.00038147 | 9.5367E-05 | 2.3842E-05 | 5.9605E-06 | 1.4901E-06 | 3.7253E-07 | 9.3132E-08 |
| 0.16 | 0.64 | 1.44 | 2.56 | 5.76 | 16 | 40.96 | 163.84 | 655.36 | 2621.44 | 10485.76 | 41943.04 | 167772.16 | 671088.64 | 2684354.56 | 10737418.2 | 42949673 |
| 0.21242964 | 0.50702013 | 0.90618314 | 0.94385836 | 0.53803545 | 0.27472113 | 0.16209849 | 0.07884425 | 0.03915203 | 0.01954243 | 0.00976702 | 0.00488299 | 0.00244143 | 0.00122071 | 0.00061035 | 0.00030518 | 0.00015259 |
| 1.35673564 | 1.03907226 | 0.43662716 | -0.33667482 | -1.00269159 | -1.29249667 | -1.40797942 | -1.49187016 | -1.53163429 | -1.55125265 | -1.56102915 | -1.56591332 | -1.5683549 | -1.56957562 | -1.57018597 | -1.57049115 | -1.57064374 |
Hostováno na http://www.site
Hostováno na http://www.site
Ministerstvo školství a vědy Republiky Kazachstán
STÁTNÍ TECHNICKÁ UNIVERZITA VÝCHODNÍHO KAZACHSTÁNU je. D. Serikbajevová
Ústav přístrojové techniky a automatizace technologických procesů
VYSVĚTLIVKA
do projektu kurzu
v oboru "elektronika"
Téma: "Výpočet tranzistorových zesilovačů"
Dokončeno:
student skupiny 12-RT-1
Musin D.K.
kontrolovány
docent katedry PAT
Kornev V.A.
Usť-Kamenogorsk 2013
Úvod
1 Analytický přehled
1.1 Klasifikace zesilovačů
1.2 Obecné zásady konstrukce zesilovače s bipolárním tranzistorem
1.5 Zpětná vazba
2 Výpočet tranzistorový zesilovač
2.1 Vyhodnocení limitních parametrů a volba tranzistoru
2.2 Výpočet první kaskády
2.2.1 Výpočet DC
2.2.2 Dynamický výpočet bipolárního tranzistorového zesilovače
2.3 Výpočet druhé kaskády
2.3.2 Dynamický výpočet
2.4 Výpočet vazebních kondenzátorů a kapacity bočníkového kondenzátoru v obvodu emitoru
Závěr
Bibliografie
Příloha A
Příloha B
Příloha B
Příloha D
Příloha D
Dodatek E
Příloha G
ÚVOD
Jednou z hlavních funkcí realizovaných analogovými zařízeními je zesílení. Tranzistory jsou nejčastěji používané aktivní prvky.
V současné době znalost principů použití elektronické spotřebiče pro zesilování, generování, konverzi elektrických signálů a zvládnutí metod analýzy a výpočtu elektronických obvodů má zvláštní význam s rozvojem mikroelektroniky.
V technologii se široce používá řada zesilovacích zařízení. Charakteristickým rysem moderních elektronových zesilovačů je výjimečná rozmanitost obvodů, do kterých je lze zabudovat.
Elektronické zesilovače jsou jedním z nejdůležitějších a široce používaných zařízení v systémech pro přenos a zpracování různých informací reprezentovaných elektrickými signály. Vysoká citlivost, rychlost, kompaktnost, hospodárnost elektronických zesilovačů vedly k jejich širokému použití v měřicí technice, elektrické a radiokomunikaci, automatizaci, výpočetní technice atd.
V závislosti na tom, který parametr vstupního signálu je požadováno zvýšit pomocí zesilovacího stupně, existují stupně napěťového, proudového a výkonového zesilovače.
Výkonové zesilovače, někdy nazývané výkonové zesilovače, jsou určeny ke zvýšení výkonu zvukové signály na takovou úroveň, že by dokázaly vybudit elektroakustické měniče, sluchátka a další. Princip činnosti výkonových zesilovačů spočívá v tom, že převádí výkon, který jim je dodáván z napájecího zdroje, ze stejnosměrného proudu na střídavý a průběh na výstupu zesilovače zcela opakuje signál na vstupu. Výkonové zesilovače by měly mít nízké zkreslení. Kvalita zvuku jakéhokoli komplexu reprodukujícího zvuk do značné míry závisí na parametrech výkonového zesilovače zvukový kmitočet. K dnešnímu dni bylo publikováno mnoho variant tranzistorového audiofrekvenčního výkonového zesilovače, někdy vyznačujícího se velmi kvalitními ukazateli, nicméně hledání nových obvodových řešení, která umožňují přiblížit zvuk zvukově vodivých zařízení ještě více přirozenému jeden pokračuje.
Hlavním cílem práce je získání potřebných dovedností pro praktický výpočet tranzistorových zesilovačů, socializace získaných teoretických dovedností
1. ANALYTICKÝ PŘEHLED
1.1 Klasifikace zesilovačů
UU je zařízení určené ke zvýšení (zesílení) výkonu vstupního signálu. K zesílení dochází pomocí aktivních prvků v důsledku odběru energie ze zdroje. V CU vstupní signál řídí pouze přenos energie z napájecího zdroje do zátěže.
V závislosti na účelu se zesilovače dělí na:
DC zesilovače (JE),
nízkofrekvenční zesilovače (ULF),
vysokofrekvenční zesilovače (UHF),
selektivní zesilovače,
širokopásmové (video zesilovače),
impuls,
operační sály atd.
Operační zesilovače patří do třídy multifunkčních neboli univerzálních, protože s nimi lze realizovat téměř jakýkoli typ zesílení elektrického signálu.
V současné době je hlavním prvkem elektronického zesilovacího zařízení tranzistor.
Obecné principy návrhu bipolárních tranzistorových zesilovačů
Tranzistor je polovodičová součástka, ve které změna vstupního elektrického signálu vede ke změně odporu výstupního obvodu tranzistoru. Této vlastnosti tranzistoru lze využít pro různé převody elektrických signálů (zesilování, generování, tvarové převodníky atd.) v elektronických stabilizátorech, spínačích apod. Existuje široká škála tranzistorů, které se liší principem činnosti, účelem, výkonem, frekvenčními vlastnostmi a dalšími vlastnostmi.
Tento kurz využívá bipolární tranzistor typ n-p-p a mající dva přechody pn. Obrázek 1a ukazuje konvenční grafické a písmenné označení takových tranzistorů na elektrická schémata. Obrázek 1b ukazuje schéma zapojení vnější prvky, generátor zesíleného vstupního napětí (UВХ) a napájení (+ Un) na svorky tranzistoru.
Protože emitor je společný, nazývá se takové zapojení tranzistoru spínací obvod se společným emitorem (CE). Toto je hlavní spínací obvod pro bipolární tranzistory, protože nejlépe využívá zesilovací vlastnosti tranzistoru. Existují také spínací schémata se společnou základnou (OB) a společným kolektorem (OK), která se používají méně často.
Obrázek 1 - Podmíněné grafické a písmenné označení bipolárních tranzistorů zadejte n-p-n na elektrických schématech
Obvod "kolektor-emitor" tranzistoru je silový obvod, ve kterém je zapojen zatěžovací odpor kolektoru P a obvod "základ-emitor" se nazývá řídicí obvod, do kterého je přiváděn zesílený elektrický signál.
Podle 2. Kirchhoffova zákona pro tranzistor (viz obrázek 16) můžeme psát
těch. kolektorový proud Ik je menší než emitorový proud Ie o hodnotu proudu báze Ib.
Ve spínacím obvodu tranzistoru s OE je vstupní hodnotou základní proud a výstupní hodnotou je kolektorový proud.
Obrázek 2 - a) vstupní charakteristiky b) výstup nebo charakteristiky
Hlavní statické charakteristiky proud-napětí (VAC) tranzistoru v obvodu s OE jsou:
a) vstupní charakteristiky (obrázek 2, a)
b) výstupní nebo kolektorové charakteristiky (obrázek 2, b)
Vstupní charakteristiky při UKE>0 postupně houstnou, prakticky přestávají na této hodnotě záviset, proto jsou v referenčních knihách uvedeny dvě křivky - pro UKE = 0 V a UKE = 3 V, nebo UKE = 5 V.
Výstupní charakteristiky jsou od sebe přibližně stejně vzdálené při stejných přírůstcích základního proudu, počínaje IB=0. V budoucnu však začnou houstnout, když se přiblíží saturační základně aktuální IBsat. Když Iv \u003d Ibnas, tranzistor se saturuje, tzn. plně se otevře a přestane být ovládán proudem báze, tzn. přejde do režimu klíče.
Pracovní oblast výstupních charakteristik v režimu zesílení je oblast omezená na limit platné hodnoty a oblasti nasycení a omezení (viz šrafované čáry na obrázku 2, b). V této oblasti lze charakteristiky považovat za téměř lineární a tranzistor lze považovat za lineární prvek.
Vstupní a výstupní charakteristiky tranzistoru (viz obrázek 2, a a b) jsou významně ovlivněny teplotou ohřevu tranzistoru. S nárůstem teploty ekvivalentně stoupají nahoru (viz obrázek 2, b).
Příručky poskytují elektrické parametry(optimální nebo nominální pro každý typ tranzistoru), stejně jako marginální údaje o výkonu. První, jako hlavní, jsou: statický koeficient přenosu proudu (nebo) v obvodu s OE; hraniční napětí UKЭ; kolektorový zpětný proud IK0; mezní frekvence fgr koeficientu, tzn. frekvence zesíleného signálu, při které koeficient (nebo) klesá o faktor atd.
Zesilovací stupeň na tranzistoru s OE (obrázek 3). Kaskáda je navržena tak, aby zesilovala pouze proměnné signály. Vstupní obvod zesilovacího stupně zahrnuje všechny prvky připojené mezi bází a emitorem tranzistoru a také zdroj vstupního signálu (UBX).
Obrázek 3 - Zesilovací stupeň na tranzistoru s OE
Výstupní obvod kaskády obsahuje napájecí zdroj Un, řízený prvek-tranzistor VT a rezistor R. Tyto prvky tvoří hlavní obvod zesilovací kaskády, ve které je vlivem protékajícího kolektorového proudu iK řízený proudem báze. ib, zesílený střídavé napětí na výstupu obvodu Uout. Zbývající prvky hrají podpůrnou roli.
Kondenzátory CI a C2 jsou oddělovací: CI eliminuje posunování vstupního obvodu kaskády obvodem zdroje stejnosměrného vstupního signálu, což umožňuje za prvé vyloučit tok stejnosměrného proudu přes zdroj vstupního signálu podél obvodu + Un-- Rl - vnitřní odpor zdroje iv (na 4 neznázorněno) a za druhé zajistit nezávislost napětí na bázi U~Bn v klidovém režimu, tzn. při nepřítomnosti vstupního signálu u=0 z vnitřního odporu zdroje vstupního signálu. Účelem kondenzátoru C2 je propouštět do zatěžovacího obvodu pouze proměnnou složku napětí.
Rezistory Rl a R2 slouží k nastavení klidového režimu kaskády. Vzhledem k tomu, že bipolární tranzistor je řízen proudem, je vzhledem k malému vstupnímu odporu tranzistoru zapojeného podle OE obvodu klidový proud v kolektorovém obvodu G (viz obrázek 2, a) nastaven odpovídající hodnotou proud signálové báze zaváděný tranzistorem v režimu zesílení. Tento požadavek je splněn, pokud je klidový bod P (viz obrázek 2, aab) uprostřed lineárního úseku vstupní a výstupní charakteristiky tranzistoru. Aby poloha klidového bodu zůstala během stárnutí tranzistoru nebo vlivem vnějších rušivých faktorů prakticky nezměněna, musí být proud I děliče R1-R2 8 ... 10krát větší než požadovaný klidový proud. báze Ibp.
Rezistor Re je prvek se zápornou zpětnou vazbou určený ke stabilizaci klidového režimu kaskády se změnami teploty. Kondenzátor Ce převádí odpor R podél střídavý proud, čímž se vyloučí projev negativní zpětné vazby v kaskádě pro proměnné složky.
Absence Se povede ke snížení zisku kaskády.
Zvažte provoz kaskády v režimu zesílení, když je na vstup kaskády přivedeno měnící se vstupní napětí.
V tomto případě se napětí Ube a proud ib začnou měnit v určitých mezích, určených amplitudou Uinxm a typem vstupní charakteristiky tranzistoru. Navíc k těmto změnám dojde vzhledem k bodu klidu P (viz obrázek 2, aab). V souladu s výstupními charakteristikami tranzistoru se bude měnit i kolektorový proud r, jehož okamžité hodnoty jsou určeny napětími. Pro další analýzu režimu kaskádového provozu je nutné použít graficko-analytickou metodu pro výpočet nelineárních elektrické obvody, protože tranzistor je obecně nelineární prvek.
Sestavíme rovnici podle 2. Kirchhoffova zákona pro klidový režim, tzn. pro konstantní složky proudů a napětí: zbytek rgn (viz obrázek 2, a) tekoucí ze zdroje Un přes rezistor R1. Spolu s R2 tvoří odpor R1 dělič napájecího napětí U, jehož část, přiřazená odporu R2, je rovna hodnotě Ubp (viz obrázek 2, a). Volba hodnoty a je dána požadavkem minimálního zkreslení tvaru vstupu
Hodnota je nevýznamná, proto ji pro zjednodušení analýzy můžeme zanedbat a pak získáme rovnici
Výraz (5) je rovnice přímky v souřadnicích Ik a Uke, tzn. na výstupních charakteristikách tranzistoru. Vedení sestavené podle této rovnice v souřadnicích IK a Uke se nazývá zatěžovací čára kaskády pro stejnosměrný proud (viz přímka na obrázku 2, b). Průsečík této přímky s charakteristikou odpovídající I6p, tzn. bod P, určuje režim provozu kaskády pro stejnosměrný proud.
V režimu zesílení se pracovní bod pohybuje podél zatěžovací linie vzhledem k bodu P, čímž určuje proměnné složky kolektorového proudu ik a napětí UKE. Díky přítomnosti oddělovacího kondenzátoru C2 je na výstupních svorkách kaskády přidělena pouze proměnná složka napětí UKE, což je výstupní napětí kaskády. Grafická analýza to ukazuje výstupní napětí Uout a vstup Uin jsou v protifázi, tzn. jediný zesilovací stupeň na tranzistoru, zapojený podle OE obvodu, posouvá fázi výstupního napětí vůči vstupnímu napětí o 180°. To je jedna z hlavních vlastností takové kaskády.
Hlavním ukazatelem jakéhokoli zesilovače je jeho zisk - to je hodnota rovna poměru výstupního signálu ke vstupu.
Základní proudový zesilovací faktor h21e, tranzistor pro spínací obvod s OE ve statickém režimu je:
h21e=v = Ik / Ib, s Uke= const (6)
1.3 Amplitudová a amplitudově-frekvenční charakteristika
Hlavní charakteristiky zesilovacího stupně jsou amplituda a amplituda-frekvence (AFC). Amplitudová charakteristika určuje závislost amplitudy resp efektivní hodnotu se sinusovým vstupním signálem výstupního napětí na amplitudě nebo efektivní hodnotě vstupního napětí při konstantní frekvenci vstupního signálu. Přibližný pohled na tuto charakteristiku je na obr.5. Lineární závislost mezi Uout a Uin (sekce 1-2) se udržuje, dokud se posun pracovního bodu na vstupní charakteristice tranzistoru vůči klidovému bodu P neprovede podél jeho lineárního řezu (v blízkosti bodu P na obrázku 2). , b). Při Uin>Uin2 je porušena linearita amplitudové charakteristiky v důsledku nelinearity proudově-napěťové charakteristiky tranzistoru.
Obrázek 4 - Nelineární proudově-napěťová charakteristika tranzistoru
To vede ke zkreslení tvaru výstupního signálu vzhledem k tvaru vstupního signálu, tzn. tzv. nelineární zkreslení. Harmonické zkreslení může nastat u jakékoli formy vstupního signálu. Závisí na amplitudě vstupního signálu, poloze klidového bodu na vstupní a výstupní charakteristice tranzistoru a také na typu těchto charakteristik.
Amplitudo-frekvenční charakteristika (AFC) zesilovače je závislost modulu zesílení K na frekvenci zesíleného signálu při konstantní hodnotě vstupního signálu. Jeho celkový pohled na zesilovač s vazebními kondenzátory, tzn. s kondenzátorem, znázorněno na obrázku 5.
Obrázek 5 - Celkový pohled na frekvenční odezvu pro zesilovač s vazebními kondenzátory
Nelinearita AFC je způsobena přítomností prvků v obvodu zesilovače (zejména kondenzátorů a tranzistoru), jejichž parametry závisí na frekvenci. Frekvenční odezva umožňuje posoudit frekvenční zkreslení, nazývané lineární. K takovým zkreslením dochází, pokud má vstupní signál složitý tvar a lze jej reprezentovat jako součet harmonických složek s různými frekvencemi a amplitudami, které jsou různě zesíleny, tzn. s různými zisky. Při analýze obrázku 6 vidíme, že existuje rozsah středních frekvencí s konstantní KV0.
U nízkofrekvenčních zesilovačů, které zahrnují zesilovací stupeň, který studujeme, je středofrekvenční rozsah přibližně v rozmezí 500 ... 1000 Hz. V rozsazích nízkých a vysokých frekvencí se zesílení zmenšuje (dochází k poklesům zesílení v nízkých a vysokých frekvencích, tj. tzv. "blokády" frekvenční charakteristiky).
Frekvenční rozsah zesilovače, ve kterém zesilovač poskytuje danou hodnotu zesílení, se nazývá šířka pásma, která určuje spodní fH a horní fa mezní frekvence zesílení při dané úrovni frekvenčního (lineárního) zkreslení. Hodnota zesílení na mezních frekvencích propustného pásma je zpravidla Kvo /v2. Frekvenční odezva "Blockage" v rozsahu nízké frekvence(LF) je způsobena vlivem izolačních kondenzátorů CI, C2 a kondenzátoru Ce. Typicky jsou kapacity těchto kondenzátorů voleny tak, aby jejich odpor xC = 1 / uC ve frekvenčním rozsahu propustného pásma byl zanedbatelný a úbytek napětí na nich lze zanedbat. S poklesem frekvence zesíleného signálu se zvyšují reaktance xc, což vede ke zvýšení úbytku napětí na nich a v důsledku toho ke ztrátě části vstupního signálu na oddělovacích kondenzátorech C1 a C2. Oslabený je také bočníkový efekt kondenzátoru Ce, což vede ke zvýšení vlivu negativní zpětné vazby na střídavý proud a snížení zesílení kaskády.
"Zablokování" frekvenční charakteristiky na vysokých frekvencích je způsobeno závislostí zesílení tranzistoru (5 na frekvenci), přítomností mezielektrodových kapacit tranzistoru (zejména kapacity mezi bází a kolektorem), jejichž vliv je shunt odpovídající p-p-přechodyčím větší, tím vyšší je frekvence zesíleného signálu.
1.4 Typy komunikace mezi jednotlivými zesilovacími stupni
Mezi jednotlivými zesilovacími stupni lze rozlišit tyto typy spojení: galvanické (přímé); kapacitní (pomocí řetězců RC0); transformátor; použití frekvenčně závislých obvodů; optočlen.
U relativně nízkofrekvenčních zesilovačů se častěji používá první a druhý typ vazby. Třetí se používá méně často kvůli velké rozměry transformátorů, nemožnost jejich mikrominiaturizace, vysoká cena, výrobní náročnost, zvýšené nelineární zkreslení. Čtvrtý typ se používá při vytváření selektivních zesilovačů a pátý se používá poměrně zřídka, pouze ve zvláštních případech, kdy je vyžadován dobrý signál při nízké pracovní frekvenci. galvanická izolace mezi kaskádami.
1.5 Zpětná vazba
V praxi se nepoužívá žádný zesilovač bez zpětné vazby (OS). Zpětná vazba je přenos výkonu elektrického signálu z výstupního obvodu do vstupního obvodu.
Na obrázku 6 je blokové schéma zesilovače s OS, kde je elektrický signál z výstupu zesilovače se ziskem K přes spoj OS s koeficientem přenosu r veden zpět na vstup zesilovače. Spojení OS může zahrnovat lineární, nelineární, frekvenčně závislé a další prvky nebo dokonce celá zařízení.
Obrázek 6 - Strukturální schéma zesilovač s zpětná vazba
Existuje celá řada Kvalifikace OS.
Pokud je elektrický signál za zpětnovazebním spojem úměrný výstupnímu napětí, pak zesilovač používá napěťovou zpětnou vazbu; pokud je signál na výstupu zpětnovazebního spoje úměrný proudu ve výstupním obvodu, použije se proudová zpětná vazba. Kombinovaný OS je také možný.
Vliv zpětné vazby může vést buď ke zvýšení nebo snížení výsledného signálu přímo na vstupu zesilovače. V prvním případě se OS nazývá pozitivní, ve druhém - negativní (signály na vstupu zesilovače jsou buď přidány nebo odečteny).
Podle způsobu zavedení signálu OS do vstupního obvodu zesilovače se rozlišují sériové a paralelní zpětné vazby. V prvním případě je napětí z výstupu linky OS zapojeno do série s napětím zdroje vstupního signálu (obrázek 7, a) ve druhém případě paralelně (obrázek 7, 6).
Obrázek 7 - a) sériová zpětná vazba
b) paralelní zpětná vazba
Zesilovače využívají především negativní zpětnou vazbu (NFB), jejíž zavedení umožňuje zlepšit téměř všechny charakteristiky zesilovačů. Obrázek 8a ukazuje zesilovač se sériovou zápornou napěťovou zpětnou vazbou. Pojďme odhadnout vlastnosti takového zesilovače.
OOS rozšiřuje šířku pásma (obrázek 8, a) a lineární úsek amplitudové charakteristiky (obrázek 8, b), což vede ke snížení lineárních i nelineárních zkreslení.
Obrázek 8 a) - šířka pásma b) - lineární řez amplitudovou charakteristikou
1.6 Strukturální grafy
Pro navržený zesilovač je vhodné použít obvod, který obsahuje napěťový dělič, oddělující kapacitní prvky (kondenzátory).
Dělič napětí je navržen tak, aby zkresloval napětí na základně. Dělič se skládá z odporů Rb1 a Rb2. Odpor Rb1 je připojen ke kladnému kontaktu zdroje konstantního napětí Ek paralelně s odporem kolektoru Rk a Rb2 je připojen mezi větev báze a záporný kontakt zdroje konstantního napětí Ek.
Oddělovací kondenzátory se používají k odříznutí konstantní složky proudového signálu (tj. funkcí těchto prvků není přeskakovat DC.). Jsou umístěny mezi stupni zesilovače, mezi zdrojem signálu a stupni, jakož i mezi posledním stupněm zesilovače a zátěží (spotřebitelem zesíleného signálu).
Kromě toho jsou v obvodu stabilizace emitoru použity kondenzátory. Jsou zapojeny paralelně s odporem emitoru Re. Slouží k odvedení proměnné složky signálu od odporu emitoru.
Ze zdroje signálu je napájen první stupeň zesilovače Slabý signál, který je na tranzistoru zesílen v důsledku konstantního napájecího napětí přijímaného ze zdroje. Dále několikrát zesílený signál vstupuje na vstup druhého stupně, kde je také pomocí napájecího napětí zesílen na požadovanou úroveň signálu, načež je přenášen ke spotřebiteli (v tomto případě zátěži).
Princip činnosti dvoustupňového zesilovače je znázorněn na obrázku 9.
Obrázek 9 - Strukturní schéma dvoustupňového zesilovače
Tranzistorový zesilovač spočítáme podle dané parametry v dalším odstavci.
2. VÝPOČET TRANSISTOROVÉHO ZESILOVAČE
2.1 Specifikace a charakteristiky pro výpočet
Specifikace a charakteristiky pro návrh nízkovýkonového nízkofrekvenčního zesilovače jsou převzaty v souladu s individuálním úkolem projektu předmětu (Volba 1).
V tabulce 1 jsou uvedeny údaje pro výpočet stupně nízkofrekvenčního zesilovače na bipolárním tranzistoru. Schéma tranzistorového zesilovacího stupně se společným emitorem je na obrázku 9.
Tabulka 1 - Údaje varianty pro výpočet
|
číslo možnosti |
Eu, V Umax in |
|||||||
Označení:
Um out, V - hodnota amplitudy napětí na výstupu zesilovače;
Um in, V - hodnota amplitudy napětí zdroje vstupního signálu;
Ek je napětí zdroje konstantního napětí v kolektorovém obvodu;
R a - vnitřní odpor zdroje signálu (vnitřní odpor generátoru);
Rn - odpor v zátěžovém obvodu zesilovače;
Fн Fв - rozsah zesílených frekvencí;
Mv \u003d Mn - koeficient frekvenčního zkreslení;
toocr,оС - provozní teplota zesilovače.
Obrázek 9 - Schéma tranzistorového zesilovacího stupně se společným emitorem
Výpočet stupně zesilovače bude proveden ve třech fázích:
posouzení omezujících parametrů provozu kaskády a volba tranzistoru;
DC výpočet;
AC výpočet.
2.2 Vyhodnocení limit a výběr tranzistoru
Mezi omezující parametry tranzistoru patří:
1) maximální napětí mezi kolektorem a emitorem tranzistoru, které se volí z poměru Ukemax = 1,2 * Ek a v našem případě se rovná:
Ukemah? 1,2 R11= 13,2 V.
Volba tranzistoru se provádí podle dvou parametrů: napětí Ukemax a maximální frekvence Fm. Výběr tranzistoru zadejte n-p-n s velkým statickým proudovým ziskem h21e (pro výpočet z referenční knihy vybereme minimální hodnota tento poměr).
Podle podmínek je vhodný tranzistor KT315B. Specifikace, které jsou uvedeny v příloze A.
2.3 Výpočet první kaskády
2.3.1 Výpočet DC
Při návrhu používáme graficko-analytický způsob výpočtu. Stejnosměrný režim tranzistoru určuje všechny technické a ekonomické parametry zesilovače. Nejprve zvolíme pracovní body pro proud a napětí vstupních a výstupních (kolektorových) obvodů tranzistoru. Režim konstantního proudu zajišťují odpory: Rb1, Rb2, Re, Rk, které je nutné najít.
Na vstupu volíme pracovní bod tranzistoru voltampérová charakteristika(Příloha B), kterou označíme jako P. Tento bod odpovídá konstantnímu proudu báze tranzistoru - Ibp a napětí mezi bází a emitorem - Ubep, které se rovnají:
Ibp = 0,19 mA
Na napěťové ose Ube určíme minimální hodnoty napětí Ubemin a maximální Ubemax, přičemž na obou stranách ponecháme stranou segmenty rovné Umin. Ze získaných hodnot nakreslíme kolmice na průsečík s křivkou grafu a z průsečíků s grafem na základní proudovou osu Ib. Hodnoty průsečíků s osou se budou rovnat Ibmin a Ibmax
Na grafu výstupní charakteristiky tranzistoru (příloha B) určíme polohu pracovního bodu. Klidový proud kolektoru bude roven
Ikp \u003d h21e * Ibp \u003d 50 * 0,19 \u003d 9,5 mA.
Kreslení z bodu Ikp na ose Ik vodorovné přímky k průsečíku s některou větví z rodiny základních proudů. Toto bude klidový bod P kolektorového okruhu.
Snížením kolmice k vodorovné ose napětí Uke získáme klidový bod provozního napětí kolektoru Ucap = 9 V.
Postavme statickou zatěžovací přímku dvěma body, z nichž jeden je P, ležící na základní proudové větvi Ibp. Druhý bod je vynesen na vodorovné ose napětí Uke a je roven napájecímu napětí Ek. (Příloha B)
Po sestavení zatěžovací čáry, kdy se protíná s osou kolektorového proudu, dostaneme bod Ikz = 25mA. Jedná se o bod, který má význam proudu, který by tekl v kolektorovém obvodu se zkratovaným tranzistorem (propojkou).
1) Odpor Re je určen pro tepelnou kompenzaci provozního režimu kaskády a vypočítá se podle vzorce
Ure \u003d 0,1Ch15 \u003d 1,5V,
Re \u003d 1,5 / (9,5 * 10-3) \u003d 158 Ohm.
2) Výpočet odporů rezistorů Rb1 a Rb2.
Pro výpočet odporů Rb1 a Rb2 se doporučuje zvolit proud děliče Id ve stupních s nízkým výkonem 8-10násobek základního proudu.
Id \u003d 10 * Ibp \u003d 10 * 0,19 \u003d 1,9 mA
Id * Rb2 \u003d Ube + Re * Ikp a tedy Rb2 = (Ube + Re * Ikp) / Id
Rb2 \u003d (0,5 + 1,5) / 1,9 * 10-3 \u003d 1053 Ohm;
Potom Rb1 = (Ek - Id * Rb2) / Id.
Rb1 \u003d (11-1,9 * 10-3 * 1053) / (1,9Ch10-3) \u003d 4736 Ohm
3) Výpočet odporu Rk
Pokud Ik \u003d Ek / (Rk + Re), dostaneme se odtud
Rk \u003d Ek / Ikz - Re
Rk \u003d 11/25 * 10-3 - 158 \u003d 282 Ohm
Jsou tedy nalezeny odpory Rk a Re, Rb1 a Rb2.
2.3.2 Dynamický výpočet kaskády
Vypočítejte teoretické napěťové zesílení za daných technických podmínek a charakteristik pomocí vzorce:
Ku=14B/0,05B=280;
Rb \u003d (4736 * 1053) / (4736 + 1053) \u003d 861,463 Ohm
Req = (Ri Rb)/(Ri + Rb),
Požadavek = (100*861,5)/(100+861,5) = 89,6 Ohm
Ueq = (Ei Rb)/(Ri + Rb)
Uekv = (0,05 * 861,5) / (100 + 861,5) = 0,045 V
Ubdmin \u003d Ubep - Ueq \u003d 0,5-0,045 \u003d 0,455 V;
Ubdmax \u003d Ubep + Ueq \u003d 0,5 + 0,045 \u003d 0,545 V.
Podle dynamických hodnot vstupního napětí se na vstupní I–V charakteristice nalézají odpovídající dynamické vstupní proudy
Ibdmin = 0,17 mA;
Ibdmax = 0,20 mA.
\u003d (RnChRk) / (Rn + Rk) \u003d (4500Ch282) / (4500 + 282) \u003d 265,37 Ohm.
Ikd \u003d Ek / Rґn
Ikd \u003d 11 / 265,37 \u003d 0,041 A nebo 41 mA
Skutečný dynamický rozsah zatížení, jak vyplývá z Přílohy B, bude v rámci dvou větví základního proudu Ibd1 a Ibd2. Rozsah výstupního napětí se také změní a bude v souladu s dynamickou zátěží Ucd1 = 5,5 V a Ucd2 = 7 V
K \u003d (Ukd2 – Ukd1) / (2 Eu)
K \u003d (7-5,5) / (2 * 0,05) \u003d 15.
Uout=(Ukd2-Ukd1)/2
Uout = 0,75 V
2.3 Výpočet druhé kaskády
2.3.1 Výpočet DC
Druhý tranzistor vybíráme podle stejných parametrů jako při výběru prvního tranzistoru. Podle podmínek je vhodný tranzistor KT807B, jehož technické charakteristiky jsou uvedeny v příloze D.
Režim konstantního proudu zajišťují odpory: Rb1, Rb2, Re, Rk, které je nutné najít.
Provozní režim pro stejnosměrný proud je určen na základě vstupní a výstupní voltampérové charakteristiky (CVC), které jsou uvedeny v příloze E a E. Grafoanalytický výpočet se provádí podle algoritmu, který byl použit pro výpočet první kaskády.
Ze vstupních a výstupních charakteristik proud-napětí zjistíme následující údaje:
Pojďme vypočítat odpor.
1) Odpor Re2 je určen pro tepelnou kompenzaci provozního režimu kaskády a počítá se podle vzorce
Ure \u003d 0,1Ch15 \u003d 1,5V,
Re2 = 1,5 / (0,3) = 5 ohmů.
2) Výpočet odporů rezistorů Rb3 a Rb4.
Pro výpočet odporů Rb3 a Rb4 existují doporučení zvolit proud děliče Id ve stupních s nízkým výkonem 8-10násobek základního proudu.
Id \u003d 10 * Ibp \u003d 10 * 10 \u003d 100 mA
Poté, když známe základní proud Ibp a použijeme Kirchhoffův druhý zákon, můžeme napsat následující:
Id * Rb4 \u003d Ube + Re * Ikp a tedy Rb4 \u003d (Ube + Re2 * Ikp) / Id
Rb4 \u003d (0,65 + 5 * 0,3) / 0,1 \u003d 21,5 Ohm;
Podle Kirchhoffova zákona, Rb3 \u003d (Ek - Id H Rb4) / Id \u003d (11 - 0,1 * 21,5) / 0,1 \u003d 88,5 Ohm
3) Výpočet odporu Rk2
Zjistíme odpor Rk2 ze statické zatěžovací čáry.
Průsečík zatěžovací čáry a pořadnice Ik má význam proudu, který by tekl v kolektorovém obvodu se zkratovaným tranzistorem - Ikz. Číselnou hodnotu proudu Ikz lze zjistit z výstupu CVC KT807B, kde Ikz = 0,85A.
Pokud Ikz \u003d Ek / (Rk2 + Re2), dostaneme se odtud
Rk2 \u003d Ek / Ikz - Re2
Rk2 \u003d 11 / 0,85 - 5 \u003d 7,94 Ohm
Jsou tedy nalezeny odpory Rk2 a Re2, Rb3 a Rb4.
Výpočet dynamické kaskády
Dalším krokem je dynamický výpočet kaskády.
Zjistime hodnotu ekvivalentního odporu základního obvodu proměnné složky vstupního proudu Rb podle vzorce:
R "b \u003d (88,5 * 21,5) / (88,5 + 21,5) \u003d 17,29
Odpor generátoru ekvivalentního vstupního napětí se vypočítá podle vzorce:
Req = (Ri Rb)/(Ri + Rb),
Požadavek = (100 * 17,29) / (100 + 17,29) = 17,74 Ohm
Napětí ekvivalentního generátoru na vstupu se vypočítá podle vzorce:
Ueq = (např. Rb)/(Ri + Rb)
Uekviv \u003d (0,65 * 17,29) / (100 + 17,29) \u003d 0,1 V
Toto napětí je menší než napětí zdroje signálu a pomocí vstupní charakteristiky tranzistoru musíte nejprve určit minimální a maximální dynamickou hodnotu vstupního napětí pomocí vzorce:
Ubdmin \u003d Ubp - Ueq \u003d 0,55V;
Ubdmax \u003d Ubp + Ueq \u003d 0,75 V
Podle dynamických hodnot vstupního napětí se na vstupní I–V charakteristice nacházejí odpovídající dynamické vstupní proudy:
Ibdmin = 5 mA;
Ibdmax = 30 mA
Dalším krokem je nalezení výstupních dynamických parametrů kaskády a především celkového odporu zatížení kolektoru, který se zjistí z výrazu:
\u003d (RnChRk2) / (Rn + Rk2) \u003d (4500Ch7,94) / (4507,94) \u003d 7,92 Ohm.
Vzhledem k tomu, že se odpor v kolektorovém obvodu měnil podle střídavého signálu, je nutné přepočítat a postavit dynamickou zatěžovací linii, která bude probíhat ve dvou bodech na výstupní I–V charakteristice tranzistoru. První bod zůstane stejný jako u statického režimu (bod P). Druhý bod (fiktivní) musí ležet na pořadnici Ik a lze jej vypočítat pomocí vzorce:
Ikd \u003d Ek / Rґn
Ikd \u003d 11/7,92 \u003d 1,38A
Skutečný dynamický rozsah zatížení bude v rámci dvou větví základního proudu Ibd1 a Ibd2. Rozsah výstupního napětí se také změní a v souladu s dynamickou zátěží bude Ucd1 = 4,9 V a Ucd2 = 12 V
Potom se skutečný zisk kaskády určí z výrazu:
K \u003d (Ukd2 – Ukd1) / (2 Eu)
K \u003d (12-4,9) / (2 * 0,05) \u003d 71.
Porovnejte skutečné zesílení stupně a zesílení napětí K Spočítejme si skutečný zisk: Kp \u003d 71H15 \u003d 1065; Porovnejme skutečné zesílení kaskády a napěťové zesílení Kp>Ku (1065>280) => pro zesílení stačí dva stupně. 2.3 Výpočet vazebních kondenzátorů a kapacity bočníkového kondenzátoru v obvodu emitoru Kapacity mezistupňových spojů Ср1, Ср2 jsou určeny pro galvanické oddělení (eliminace vlivu mezi stupni stejnosměrným proudem) mezi snímačem a prvním stupněm a dále mezi každým ze stupňů po celé zesilovací cestě. Kapacita Ce je navržena tak, aby vyloučila zpětnou vazbu na střídavý proud v zesilovacích stupních. Výpočet těchto kapacit se provádí podle následujících vzorců: Pro druhý stupeň (podle stejných vzorců jako pro první stupeň): ZÁVĚR V průběhu projektu předmětu byla provedena volba schématu zapojení, výpočet všech prvků dvoustupňového zesilovače se zadanými technickými charakteristikami. Jako zesilovací obvod byl vzat standardní obvod pro spínání bipolárního tranzistoru se společným emitorem pro vodivost typu n-p-n Proudový zesilovač, režim třídy „A“. Křemíkové nízkovýkonové vysokofrekvenční epitaxně planární n-p-n zesilovací tranzistory KT312B a KT807B. Vyvinutý dvoustupňový zesilovač splňuje dané podmínky projektu předmětu. BIBLIOGRAFIE Zaitsev: Pod redakcí A.V. Golomedov. - M .: Rozhlas a komunikace, KubK-a 1994. - 384 s.; ill. Kornev V.A. Metodické pokyny k projektu kurzu. EKSTU, 2010. Polovodičová zařízení. Nízkovýkonové tranzistory./A.A. Lavreněnko V.Yu. Příručka polovodičových součástek. 9. vydání přepracované. K. Technika, 1980. - 464 s.; nemocný. Moskatov E. A. Příručka polovodičových zařízení. Vydání 2. - Taganrog, 219 s., ill. Referenční příručka základů elektrotechniky a elektroniky. / Ed. A. V. Netušila. Moskva: Energoatomizdat, 1995. Elektrotechnika a základy elektroniky. / Ed. O.P.Gludkina, B.P.Sokolová. M.: Vyšší. škola, 1993. Tsykin G.S. zesilovací zařízení. - M.: Komunikace, 1971. Nazarov S.V. Tranzistorové regulátory napětí. - M.: Energie, 1980. Tsykina L.V. Elektronické zesilovače. - M.: Rozhlas a komunikace, 1982. Rudenko V.S. Základy konverzní technologie. - M.: Vyšší škola, 1980. Typy tranzistorových zesilovačů, hlavní úkoly návrhu tranzistorových zesilovačů používaných při analýze označovacích a souhlasných obvodů. Statické charakteristiky, diferenciální parametry tranzistorů a zesilovačů, zpětná vazba v zesilovačích. abstrakt, přidáno 04.01.2010 Charakteristika použitého tranzistoru. Schéma napájecího obvodu, stabilizace provozního režimu, zatěžovací vedení. Stanovení hodnot náhradního obvodu, mezních a mezních frekvencí, zátěžového odporu, dynamických parametrů zesilovacího stupně. semestrální práce, přidáno 6.9.2010 Návrh tranzistorových zesilovačů. Formy aplikace lokální a obecné negativní zpětné vazby při zlepšování parametrů zesilovače. Analýza kapacity přechodových a blokovacích kondenzátorů. Podstata vstupního odporu předstupně. semestrální práce, přidáno 22.12.2008 Charakterizace vlastností a principů činnosti nízkofrekvenčních zesilovačů na bázi bipolárních tranzistorů. Základní metody návrhu a výpočtu pravoúhlých oscilátorů s řízenou opakovací frekvencí pulsů. Náčrt napájecího zdroje. semestrální práce, přidáno 20.12.2008 Kmitočtové a časové charakteristiky kontinuálních a pulzních zesilovačů signálu. Lineární a nelineární zkreslení v zesilovačích. Studium hlavních parametrů selektivních a vícestupňových zesilovačů. Zesilovací kaskády na bipolárních tranzistorech. test, přidáno 13.02.2015 Operační zesilovače: koncepce a parametry. Vliv zpětné vazby na parametry a charakteristiky zesilovačů. Výpočet zesilovacího stupně na bipolárním tranzistoru. Simulace obvodů pomocí programu Elektronik Workbench. výběr tranzistoru. semestrální práce, přidáno 20.01.2014 Použití proměnných kondenzátorů pro změnu rezonanční frekvence obvodu. Přehled návrhů a volba směru pro návrh kondenzátoru. Výpočet elektrických a návrhových parametrů, výpočet teplotního koeficientu kapacity. semestrální práce, přidáno 14.03.2010 Výpočet vlastního oscilátoru, spektrum signálu na výstupu nelineárního převodníku, elektrické filtry pro druhou a třetí harmonickou. Výpočet rozsahu, oddělovací a výstupní zesilovače. Specifikace rezistoru, zesilovače, kondenzátoru, tranzistoru. semestrální práce, přidáno 28.05.2015 Koncepce elektronového zesilovače, princip činnosti. Typy elektronových zesilovačů, jejich vlastnosti. Typy zpětné vazby v zesilovačích a výsledky jejich vlivu na činnost elektronických obvodů. Analýza elektronových zesilovačů na bázi bipolárních tranzistorů. semestrální práce, přidáno 7.3.2011 Funkce proměnných kondenzátorů jako prvků oscilačních obvodů. Přehled návrhů a volba směru pro návrh kondenzátoru. Výpočet elektrických a návrhových parametrů, výpočet teplotního koeficientu kapacity. Sibiřská státní automobilová a silniční akademie Katedra APP a E PROJEKT KURZU „VÝPOČET TRANSISTOROVÉHO ZESILOVAČE PODLE SCHÉMATU SE SPOLEČNÝM ZÁŘICEM“ obor: "Elektrotechnika" Možnost-17 Dokončeno: Čl. GR. 31AP Tsigulev S.V. Kontroloval: Denisov V.P. 1. Základní pojmy 2. Účel prvků a princip činnosti zesilovacího stupně podle schématu s OE 3. Pracovní zařazení 4. Postup výpočtu tranzistorového zesilovače podle schématu s OE Bibliografický seznam 1. Základní pojmy Zesilovače jsou jedním z nejběžnějších elektronických zařízení používaných v automatizačních systémech a rádiových obvodech. Zesilovače se dělí na předzesilovače (napěťové zesilovače) a výkonové zesilovače. Předtranzistorové zesilovače, stejně jako elektronkové zesilovače, se skládají z jednoho nebo více zesilovacích stupňů. Současně mají všechny stupně zesilovače společné vlastnosti, rozdíl mezi nimi může být pouze kvantitativní: různé proudy, napětí, různé hodnoty odporů, kondenzátorů atd. Pro stupně předzesilovače jsou nejběžnější odporové obvody (s reostatovo-kapacitní vazbou). V závislosti na způsobu použití vstupního signálu a získání výstupního signálu dostaly zesilovací obvody následující názvy: 1) se společnou základnou OB (obr. 1, a); 2) se společným kolektorem OK (sledovač emitoru) (obr. 1, b); 3) se společným emitorem - OE (obr. 1, c). Nejběžnější je schéma s OE. OB obvod v předzesilovačích je vzácný. Emitorový sledovač má ze všech tří obvodů největší vstupní a nejmenší výstupní impedanci, proto se používá při práci s vysokoodporovými měniči jako první stupeň zesilovače i pro přizpůsobení s nízkoodporovým zatěžovacím odporem. V tabulce. 1 poskytuje srovnání různých tranzistorových spínacích obvodů. stůl 1 2. Účel prvků a princip činnosti zesilovacího stupně podle schématu s OE Existuje mnoho možností pro implementaci obvodu zesilovacího stupně na OE tranzistor. Je to způsobeno především zvláštnostmi nastavení klidového režimu kaskády. Vlastnosti zesilovacích kaskád a zvažte příklad obvodu na obrázku 2, který získal největší využití při implementaci kaskády na diskrétních součástkách. Hlavními prvky obvodu jsou napájecí zdroj Rezistory Rezistor Projev negativní zpětné vazby a její stabilizační vliv na proud TRANSISTOROVÉ ZESILOVAČE Mezi nejrozšířenější patří zesilovače. elektronická zařízení používaná v automatizačních systémech a rádiových systémech. Zesilovače se dělí na předzesilovače (napěťové zesilovače) a výkonové zesilovače. Předtranzistorové zesilovače, stejně jako elektronkové zesilovače, se skládají z jednoho nebo více zesilovacích stupňů. Současně mají všechny stupně zesilovače společné vlastnosti, rozdíl mezi nimi může být pouze kvantitativní: stejné proudy, napětí, různé hodnoty odporů, kondenzátorů atd. Pro předzesilovací stupně našly největší využití odporové obvody (s reostatovo-kapacitní vazbou). V závislosti na způsobu dodávání vstupního signálu a získávání výstupu dostaly zesilovací obvody následující názvy: 1. Se společným emitorem - OE (Chyba: Referenční zdroj nenalezen1). 2. Se společnou základnou - O (Chyba: Referenční zdroj nenalezen). 3. Se společným kolektorem (sledovač emitoru) - OK (Chyba: Referenční zdroj nenalezen3). Nejběžnější je kaskádový obvod OE, protože poskytuje nejvyšší zesílení signálu z hlediska výkonu. OB obvod v předzesilovačích je vzácný. Emitorový sledovač má ze všech tří obvodů největší vstupní a nejmenší výstupní impedanci, proto se používá v případech, kdy tato vlastnost umožňuje sladit určité části zesilovače za účelem zlepšení kvality zesílení. Zvažte zesilovací fázi s OE. Při výpočtu kaskády zesilovače jsou obvykle známy: 1) R n - zatěžovací odpor, na kterém má vypočítaná kaskáda pracovat. Podobná kaskáda může být také zátěží; 2) I n.m - požadovaná hodnota amplitudy zatěžovacího proudu; 3) přípustné frekvenční zkreslení; 4) rozsah provozních teplot; 5) ve většině případů je uvedeno napětí napájecího zdroje kolektorového obvodu. Jako výsledek výpočtu by mělo být určeno: 1) typ tranzistoru; 2) provozní režim zvoleného tranzistoru; 3) parametry kaskády; 4) hodnoty všech prvků obvodu (odpory, kondenzátory), jejich parametry a typy. Výpočet zesilovače
Výpočet kaskády tranzistorového nízkofrekvenčního napěťového zesilovače
s reostat-kapacitní vazbou
Pořadí výpočtu je uvedeno pro tranzistor zapojený podle obvodu OE (společný emitor). 1 je schéma zesilovacího stupně. Výchozí údaje: 1) napětí na výstupu kaskády U out.m(napětí na zátěži); 2) odolnost proti zatížení R n ;
3)
nižší mezní frekvence F n; 4) přípustná hodnota koeficientu frekvenčního zkreslení kaskády v nízkofrekvenční oblasti M n; 5) napájecí napětí E P . Určete: 1) typ tranzistoru; 2) provozní režim tranzistoru; 3) odpor zatížení kolektoru R K ;
4) odpor v obvodu emitoru R E ;
5) odpor děliče napětí R 1
a R 2
stabilizace provozního režimu tranzistoru; 6) kapacita izolačního kondenzátoru C R; 7) kapacita kondenzátoru v obvodu emitoru Z E; 8) zesílení stupně napětí Na U
. Postup výpočtu 1. Vybíráme typ tranzistoru, řídíme se následujícími úvahami: a) U ke.dop (1.11.3) E P, U ke.dop - nejvyšší dovolené napětí mezi kolektorem a emitorem, je uvedeno v referenčních knihách; I n.M - největší možná amplituda zatěžovacího proudu; I k.dop - nejvyšší přípustný kolektorový proud, je uveden v referenčních knihách. Poznámky: 1) Jakýkoli tranzistor vyhovuje specifikovanému teplotnímu rozsahu. 2. Pro vybraný typ tranzistoru zapište z příručky hodnoty proudového zesílení pro OE min a M. Některé referenční knihy uvádějí proudové zesílení pro obvod OB a počáteční kolektorový proud I c.n. . Potom =/(1-) (při volbě pracovního režimu tranzistoru je nutné splnit podmínku já c.min
já Ph.D.). Pro kaskády napěťových zesilovačů se obvykle používají nízkovýkonové tranzistory typu P6; P13; P16; MP33; MP42 a další. 3. Provozní režim tranzistoru je určen zatěžovací linií, postavenou na skupině výstupních statických (kolektorových) charakteristik pro OE. Konstrukce zatěžovací čáry je znázorněna v Chyba: Referenční zdroj nenalezen Zatěžovací čára je postavena na dvou bodech: bod 0 - klidový bod (pracovní) a bod 1, který je určen velikostí napětí napájecího zdroje. E P .
Souřadnice bodu 0 jsou klidový proud já k0 a klidové napětí U ke0 (tj. proud a napětí odpovídající U v \u003d 0). Můžete mě vzít na 0
\u003d (1,05-1,2) I out (1,05-1,2) I n.M, ale ne méně než l mA: U ke0 \u003d U out.m + U odpočinku, kde U OST - nejmenší dovolené napětí U ke. V U ke <U ost dochází k významným nelineárním zkreslením, protože úseky charakteristik s velkým zakřivením spadají do pracovní oblasti. U tranzistorů s nízkým výkonem můžete vzít U oc t \u003d l V. 4. Určete hodnoty odporu R Na a R E .
Podle výstupních charakteristik (Chyba: Referenční zdroj nenalezen) určíme R asi =
R Na +
R E. Celkový odpor v obvodu emitor-kolektor G P R E \u003d R asi - R K 5. Určíme největší hodnoty amplitud vstupního signálu proudu I in.m a napětí U in.m, nutné k zajištění zadané hodnoty, U out.m. Vzhledem k nejmenší hodnotě proudového zesílení tranzistoru min dostaneme: t Podle vstupní statické charakteristiky pro obvod s OE, bráno při U ke= -5V (Chyba: Referenční zdroj nenalezen) a nalezené hodnoty já b. min a já b. max najít hodnotu 2
U in.m
. 6. Určíme vstupní odpor R v kaskádě na střídavý proud (bez zohlednění děliče napětí R 1
a R 2
): 7 R 8. Určete faktor stability kaskády: kde M je nejvyšší možné proudové zesílení zvoleného typu tranzistoru. Pro normální provoz kaskády by faktor stability S neměl překročit několik jednotek. (s 9. Určete kapacitu izolačního kondenzátoru C p: kde R out.T
- výstupní odpor tranzistoru, určený výstupní statickou charakteristikou pro obvod OE. Většinou R ven.T >>R Na, takže si můžete vzít R výstup
R Na +
R H
.
přijmout k instalaci Podobné dokumenty
b)
de I - proud, určený bodem 4, tzn. průsečík zatěžovací čáry s aktuální osou.
vezmeme-li R E \u003d (015 0,25) R K, dostaneme
když
. Určete odpor děliče R 1
na R 2
. Chcete-li snížit bočníkové působení děliče na vstupní obvod kaskády pro střídavý proud, vezměte
1-2 (8 12) R in~
)
1
1. Určete napěťové zesílení kaskády:
Poznámka. Výše uvedený postup výpočtu nezohledňuje požadavky na stabilitu provozu kaskády.
V tomto článku budeme hovořit o tranzistoru. Ukážeme si jeho schémata zapojení a výpočet tranzistorové kaskády se společným emitorem.
TRANZISTOR je polovodičové zařízení pro zesilování, generování a převádění elektrických oscilací, vyrobené na bázi monokrystalického polovodiče ( Si- křemík, popř Ge- germanium), obsahující alespoň tři oblasti s různými - elektronickými ( n) a díra ( p) - vodivost. Vynalezli v roce 1948 Američané W. Shockley, W. Brattain a J. Bardeen. Podle fyzikální struktury a mechanismu řízení proudu se rozlišují bipolární tranzistory (častěji nazývané jednoduše tranzistory) a unipolární tranzistory (častěji nazývané tranzistory s efektem pole). V prvním, obsahujícím dva nebo více přechodů elektron-díra, slouží elektrony i díry jako nosiče náboje a ve druhém buď elektrony nebo díry. Termín "tranzistor" se často používá k označení přenosných rozhlasových přijímačů založených na polovodičových zařízeních.
Proud ve výstupním obvodu je řízen změnou vstupního napětí nebo proudu. Malá změna vstupních hodnot může vést k mnohem větší změně výstupního napětí a proudu. Tato zesilovací vlastnost tranzistorů se využívá v analogové technice (analogová TV, rádio, komunikace atd.).
bipolární tranzistor
Bipolární tranzistor může být n-p-n a p-n-p vodivost. Aniž bychom se dívali do útrob tranzistoru, lze u praktických obvodů napájecích zdrojů, kondenzátorů, diod, které jsou součástí těchto obvodů, zaznamenat rozdíl ve vodivosti pouze v polaritě zapojení. Obrázek vpravo ukazuje graficky n-p-n a p-n-p tranzistory.
Tranzistor má tři vývody. Pokud budeme tranzistor uvažovat jako čtyřpólový, pak by měl mít dvě vstupní a dvě výstupní svorky. Proto musí být některé závěry společné, a to jak pro vstupní, tak pro výstupní obvod.
Tranzistorové spínací obvody
Spínací obvod pro tranzistor se společným emitorem– určený k zesílení amplitudy vstupního signálu z hlediska napětí a proudu. V tomto případě je vstupní signál, zesílený tranzistorem, invertován. Jinými slovy, fáze výstupního signálu je otočena o 180 stupňů. Tento obvod je hlavní pro zesilování signálů různých amplitud a tvarů. Vstupní odpor tranzistorového stupně s OE je od stovek ohmů do jednotek kiloohmů a výstupní odpor jednotek až desítek kiloohmů.
Schéma pro zapínání tranzistoru se společným kolektorem– určený k zesílení amplitudy vstupního signálu proudem. V takovém obvodu nedochází k zesílení napětí. Přesněji řečeno, napěťový zisk je ještě menší než jedna. Vstupní signál není invertován tranzistorem.
Vstupní odpor tranzistorové kaskády s OK je od desítek do stovek kiloohmů a výstupní odpor se pohybuje ve stovkách ohmů - jednotek kiloohmů. Vzhledem k tomu, že v emitorovém obvodu je zpravidla umístěn zatěžovací rezistor, má obvod velký vstupní odpor. Navíc má díky zesílení vstupního proudu vysokou zatížitelnost. Tyto vlastnosti společného kolektorového obvodu se používají k přizpůsobení tranzistorových stupňů - jako "vyrovnávací stupeň". Vzhledem k tomu, že se vstupní signál, bez zesilování v amplitudě, „opakuje“ na výstupu, je obvod pro zapínání tranzistoru se společným kolektorem také nazýván sledovač emitoru.
Je toho víc Schéma zapínání tranzistoru se společnou bází. Toto schéma inkluze teoreticky existuje, ale v praxi je velmi obtížně realizovatelné. Takový spínací obvod se používá ve vysokofrekvenční technice. Jeho zvláštností je, že má nízkou vstupní impedanci a je obtížné koordinovat takovou kaskádu na vstupu. Moje zkušenosti v elektronice nejsou malé, ale když už mluvíme o tomto tranzistorovém spínacím obvodu, omlouvám se, nic nevím! Párkrát jsem to použil jako „cizí“ schéma, ale nikdy jsem to nepochopil. Vysvětlím: podle všech fyzikálních zákonů je tranzistor řízen svou bází, respektive proudem tekoucím po dráze báze-emitor. Použití vstupní svorky tranzistoru - báze na výstupu - není možné. Ve skutečnosti je báze tranzistoru "osazena" přes kondenzátor na vysoké frekvenci na pouzdru, ale není použita na výstupu. A galvanicky, přes vysokoodporový odpor, je základna připojena k výstupu kaskády (je aplikováno předpětí). Ale můžete použít offset ve skutečnosti odkudkoli, dokonce i z dalšího zdroje. Každopádně signál jakéhokoli tvaru, který vstupuje do základny, je zhášen stejným kondenzátorem. Aby taková kaskáda fungovala, je vstupní výstup - emitor „zasazen“ na pouzdro přes odpor s nízkým odporem, tedy nízký vstupní odpor. Obecně je spínací obvod tranzistoru se společnou bází tématem pro teoretiky a experimentátory. V praxi je to extrémně vzácné. Ve své praxi při navrhování obvodů jsem se nikdy nesetkal s nutností použít spínací obvod tranzistorů se společnou bází. To je vysvětleno vlastnostmi tohoto spínacího obvodu: vstupní odpor je od jednotek do desítek ohmů a výstupní odpor je od stovek kiloohmů do jednotek megaohmů. Takové specifické parametry jsou vzácnou potřebou.
Bipolární tranzistor může pracovat ve spínacím a lineárním (zesilovacím) režimu. Režim klíče se používá v různých řídicích schématech, logických obvodech atd. V režimu klíče může být tranzistor ve dvou provozních stavech - otevřený (nasycený) a uzavřený (zamčený) stav. Lineární (zesilovací) režim se používá v obvodech pro zesílení harmonického signálu a vyžaduje, aby byl tranzistor udržován v „polo“ otevřeném, ale ne nasyceném stavu.
Pro studium činnosti tranzistoru budeme považovat spínací obvod tranzistoru se společným emitorem za nejdůležitější spínací obvod.
Schéma je znázorněno na obrázku. Na diagramu VT- samotný tranzistor. Rezistory R b1 a R b2- tranzistorový předpětí, což je obyčejný dělič napětí. Je to tento obvod, který zajišťuje posunutí tranzistoru do „pracovního bodu“ v režimu zesílení harmonického signálu bez zkreslení. Rezistor R to- zatěžovací rezistor tranzistorového stupně, určený k napájení kolektoru tranzistoru elektrickým proudem napájecího zdroje a jeho omezení v režimu "otevřeného" tranzistoru. Rezistor R e- zpětnovazební odpor, ze své podstaty zvyšuje vstupní impedanci stupně a zároveň snižuje zesílení vstupního signálu. Kondenzátory C plní funkci galvanického oddělení od vlivu vnějších obvodů.
Aby vám bylo jasnější, jak funguje bipolární tranzistor, nakreslíme analogii s konvenčním děličem napětí (viz obrázek níže). Za prvé, odpor R2 dělič napětí uděláme řiditelným (proměnným). Změnou odporu tohoto rezistoru z nuly na „nekonečně“ velkou hodnotu můžeme dostat napětí na výstupu takového děliče z nuly na hodnotu přivedenou na jeho vstup. A teď si představ ten odpor R1 dělič napětí je kolektorový rezistor tranzistorového stupně a rezistor R2 Dělič napětí je přechod kolektor-emitor tranzistoru. Aplikací řídicí akce ve formě elektrického proudu na bázi tranzistoru zároveň měníme odpor přechodu kolektor-emitor, čímž měníme parametry děliče napětí. Rozdíl od proměnného odporu je v tom, že tranzistor je buzen nízkým proudem. Takto funguje bipolární tranzistor. Výše uvedené je znázorněno na obrázku níže:
Aby tranzistor pracoval v režimu zesílení signálu, aniž by jej zkresloval, je nutné zajistit právě tento provozní režim. Mluví se o posunutí báze tranzistoru. Kompetentní specialisté se baví pravidlem: Tranzistor je řízen proudem - to je axiom. Ale režim předpětí tranzistoru je nastaven napětím báze-emitor, nikoli proudem - to je realita. A pro někoho, kdo nebere v úvahu předpětí, nebude fungovat žádný zesilovač. Při výpočtech by proto měla být zohledněna jeho hodnota.
Takže k provozu kaskády bipolárních tranzistorů v režimu zesílení dochází při určitém předpětí na přechodu báze-emitor. Pro křemíkový tranzistor leží hodnota předpětí v rozmezí 0,6 ... 0,7 voltu, pro germanium - 0,2 ... 0,3 voltu. Když víte o tomto konceptu, můžete nejen vypočítat stupně tranzistoru, ale také zkontrolovat stav jakéhokoli stupně tranzistorového zesilovače. Multimetrem s vysokým vnitřním odporem stačí změřit předpětí báze-emitoru tranzistoru. Pokud neodpovídá 0,6 ... 0,7 voltu pro křemík nebo 0,2 ... 0,3 voltu pro germanium, pak hledejte poruchu přímo zde - buď je vadný tranzistor, nebo jsou předpětí nebo oddělovací obvody tohoto tranzistorového stupně vadný.
Výše uvedené je znázorněno na grafu - charakteristika proud-napětí (CVC).
Většina „specialistů“ si při pohledu na předložený CVC řekne: Co je to za nesmysl nakreslený na centrálním grafu? Takže výstupní charakteristika tranzistoru nevypadá! Je to znázorněno na pravém grafu! Odpovím, tam je vše správně, ale začalo to elektronkami. Dříve byla charakteristika proudového napětí lampy považována za úbytek napětí na anodovém rezistoru. Nyní pokračují v měření na kolektorovém rezistoru a na grafu připisují písmena označující úbytek napětí na tranzistoru, v čemž se hluboce mýlí. Na levém grafu I b - U být je uvedena vstupní charakteristika tranzistoru. Na centrálním grafu I to - U ke je uvedena výstupní proudově napěťová charakteristika tranzistoru. A na pravém grafu I R – U R je uveden graf proud-napětí zátěžového rezistoru R to, která se obvykle udává jako proudově-napěťová charakteristika samotného tranzistoru.
Graf má lineární řez používaný pro lineární zesílení vstupního signálu, omezený body ALE a Z. Střední bod - V, je přesně bod, ve kterém je nutné obsáhnout tranzistor pracující v zesilovacím režimu. Tento bod odpovídá určitému předpětí, které se obvykle bere ve výpočtech: 0,66 voltu pro křemíkový tranzistor nebo 0,26 voltu pro germaniový tranzistor.
Podle proudově-napěťové charakteristiky tranzistoru vidíme následující: při nepřítomnosti nebo nízkém předpětí na přechodu báze-emitor tranzistoru chybí proud báze a kolektorový proud. V tomto okamžiku klesne celé napětí zdroje na přechodu kolektor-emitor. S dalším zvýšením předpětí báze-emitoru tranzistoru se tranzistor začne otevírat, objeví se proud báze a s ním roste proud kolektoru. Po dosažení "pracovní oblasti" v bodě Z tranzistor přejde do lineárního režimu, který pokračuje až do bodu ALE. V tomto případě klesá úbytek napětí na přechodu kolektor-emitor a na zatěžovacím rezistoru R to se naopak zvyšuje. Tečka V- pracovní bod předpětí tranzistoru je takový bod, ve kterém je na přechodu kolektor-emitor tranzistoru zpravidla nastaven úbytek napětí rovný přesně polovině napětí zdroje. Segment frekvenční odezvy z bodu Z, do té míry ALE nazývaný posunovací pracovní prostor. Za tečkou ALE, proud báze a tedy i kolektorový proud prudce vzroste, tranzistor se úplně otevře - vstoupí do saturace. V tomto okamžiku na přechodu kolektor-emitor napětí vlivem struktury klesá n-p-n přechodů, což se přibližně rovná 0,2 ... 1 voltu, v závislosti na typu tranzistoru. Veškeré ostatní napětí zdroje klesá na zatěžovacím odporu tranzistoru - rezistoru R to., což také omezuje další zvyšování kolektorového proudu.
Podle spodních "dodatečných" obrázků vidíme, jak se mění napětí na výstupu tranzistoru v závislosti na signálu přivedeném na vstup. Výstupní napětí (úbytek napětí kolektoru) tranzistoru je mimo fázi (180 stupňů) vůči vstupnímu signálu.
Výpočet tranzistorové kaskády se společným emitorem (CE)
Než přistoupíme přímo k výpočtu tranzistorové kaskády, věnujte pozornost následujícím požadavkům a podmínkám:
Výpočet tranzistorové kaskády se provádí zpravidla od konce (tj. od výstupu);
Pro výpočet stupně tranzistoru je třeba určit úbytek napětí na přechodu kolektor-emitor tranzistoru v klidovém režimu (když není žádný vstupní signál). Je zvolen tak, aby byl získán co nejvíce nezkreslený signál. V jednocyklovém tranzistorovém stupni pracujícím v režimu "A" je to obvykle poloviční napětí napájecího zdroje;
V obvodu emitoru tranzistoru probíhají dva proudy - kolektorový proud (po dráze kolektor-emitor) a proud báze (po dráze báze-emitor), ale protože proud báze je dostatečně malý, lze jej zanedbat a předpokládat že kolektorový proud je roven proudu emitoru;
Tranzistor je zesilovací prvek, takže je fér říci, že jeho schopnost zesilovat signály musí být vyjádřena nějakou hodnotou. Hodnota zesílení je vyjádřena ukazatelem převzatým z teorie čtyřpólů - základním proudovým zesílením ve spínacím obvodu se společným emitorem (OE) a značí se - h 21. Jeho hodnota je uvedena v referenčních knihách pro konkrétní typy tranzistorů a obvykle je zástrčka uvedena v referenčních knihách (například: 50 - 200). Pro výpočty se většinou volí minimální hodnota (z příkladu vybereme hodnotu - 50);
Sběratel ( R to) a emitor ( R e) odpory ovlivňují vstupní a výstupní odpory tranzistorového stupně. Můžeme předpokládat, že vstupní impedance kaskády R v \u003d R e * h 21 a výstupem je R ven \u003d R to. Pokud vám nezáleží na vstupním odporu tranzistorového stupně, pak se bez rezistoru obejdete úplně R e;
Hodnocení rezistoru R to a R e omezit proudy protékající tranzistorem a výkon rozptýlený tranzistorem.
Pořadí a příklad výpočtu tranzistorové kaskády s OE
Počáteční údaje:
Napájecí napětí U i.p.= 12 V.
Vybereme tranzistor, například: Tranzistor KT315G, pro něj:
Pmax=150 mW; Imax=150 mA; h 21>50.
Akceptovat R až \u003d 10 * R e
Přijímáme napětí b-e pracovního bodu tranzistoru U bae= 0,66 V
Řešení:
1. Určíme maximální statický výkon, který bude disipován tranzistorem v okamžicích průchodu střídavého signálu pracovním bodem B statického režimu tranzistoru. Měla by to být hodnota, která je o 20 procent nižší (faktor 0,8) maximálního výkonu tranzistoru uvedeného v referenční knize.
Akceptovat P ras.max \u003d 0,8 * P max\u003d 0,8 * 150 mW \u003d 120 mW
2. Určete kolektorový proud ve statickém režimu (žádný signál):
I k0 \u003d P ras.max / U ke0 \u003d P ras.max / (U i.p. / 2)= 120mW/(12V/2) = 20mA.
3. Vzhledem k tomu, že polovina napájecího napětí klesne na tranzistoru ve statickém režimu (žádný signál), druhá polovina napájecího napětí poklesne na rezistorech:
(R k + R e) \u003d (U i.p. / 2) / I k0\u003d (12V / 2) / 20mA \u003d 6V / 20mA \u003d 300 Ohmů.
Vzhledem k existujícímu rozsahu hodnot rezistorů, stejně jako k tomu, že jsme zvolili poměr R až \u003d 10 * R e najdeme hodnoty rezistorů:
R to= 270 Ohm; R e= 27 ohmů.
4. Najděte napětí na kolektoru tranzistoru bez signálu.
U k0 \u003d (U ke0 + I k0 * R e) \u003d (U i.p. - I k0 * R k)\u003d (12 V - 0,02A * 270 Ohm) \u003d 6,6 V.
5. Pojďme určit proud řídicí báze tranzistoru:
I b \u003d I až / h 21 \u003d / h 21= / 50 = 0,8 mA.
6. Celkový proud báze je určen základním předpětím, které je dáno děličem napětí R b1,R b2. Proud odporového děliče báze musí být mnohem větší (5-10krát) než proud pro řízení báze já b takže druhý neovlivňuje předpětí. Vybíráme proud děliče 10krát větší než základní řídicí proud:
R b1,R b2: I případ. \u003d 10 * I b= 10 * 0,8 mA = 8,0 mA.
Pak celkový odpor rezistorů
R b1 + R b2 \u003d U i.p. / I div.= 12 V / 0,008 A = 1500 ohmů.
7. Najděte napětí na emitoru v klidovém režimu (žádný signál). Při výpočtu stupně tranzistoru je třeba vzít v úvahu: napětí báze-emitor pracovního tranzistoru nesmí překročit 0,7 voltu! Napětí na emitoru v režimu bez vstupního signálu je přibližně rovno:
U e \u003d I k0 * R e\u003d 0,02 A * 27 Ohm \u003d 0,54 V,
kde já k0 je klidový proud tranzistoru.
8. Určete napětí na základně
U b \u003d U e + U být=0,54V+0,66V=1,2V
Odtud pomocí vzorce pro dělič napětí najdeme:
R b2 \u003d (R b1 + R b2) * U b / U i.p.= 1500 ohmů * 1,2 V / 12 V = 150 ohmů R b1 \u003d (R b1 + R b2) -R b2\u003d 1500 Ohm - 150 Ohm \u003d 1350 Ohm \u003d 1,35 kOhm.
Podle řady rezistorů vzhledem k tomu, že přes rezistor R b1 proud báze také teče, volíme rezistor ve směru poklesu: R b1\u003d 1,3 kOhm.
9. Oddělovací kondenzátory se volí na základě požadované frekvenční charakteristiky (šířky pásma) kaskády. Pro normální provoz tranzistorových stupňů při frekvencích do 1000 Hz je nutné volit kondenzátory o jmenovité hodnotě minimálně 5 μF.
Při nízkých frekvencích závisí amplitudově-frekvenční charakteristika (AFC) kaskády na době dobíjení izolačních kondenzátorů přes další prvky kaskády, včetně prvků sousedních kaskád. Kapacita by měla být taková, aby se kondenzátory nestihly dobít. Vstupní odpor tranzistorového stupně je mnohem větší než výstupní odpor. Frekvenční charakteristika kaskády v nízkofrekvenční oblasti je určena časovou konstantou t n \u003d R in * C in, kde R v \u003d R e * h 21, C in je oddělovací vstupní kapacita kaskády. C ven tranzistorový stupeň, it C in další kaskádu a počítá se stejným způsobem. Dolní mezní frekvence kaskády (mezní frekvence frekvenční odezvy) f n \u003d 1 / t n. Pro kvalitní zesílení je při návrhu tranzistorové kaskády nutné volit tak, aby poměr 1/t n \u003d 1 / (R in * C in)<
Výpočet klíčového režimu tranzistorové kaskády se provádí přesně stejným způsobem jako dříve provedený výpočet zesilovací kaskády. Jediný rozdíl je v tom, že klíčový režim předpokládá dva stavy tranzistoru v klidovém režimu (žádný signál). Buď je uzavřený (ale není zkratovaný) nebo otevřený (ale není přesycený). Současně jsou pracovní body "klidu" mimo body A a C zobrazené na CVC. Když musí být tranzistor uzavřen na obvodu ve stavu bez signálu, je nutné odstranit rezistor z dříve znázorněného kaskádového obvodu R b1. Pokud je požadováno, aby byl tranzistor v klidu otevřen, je nutné zvýšit odpor v kaskádovém zapojení R b2 10násobek vypočtené hodnoty a v některých případech může být ze schématu odstraněn.
Výpočet tranzistorové kaskády je u konce.