Расчет и компьютерное моделирование усилителя на примере усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером. Выбор параметров, соответствующих максимальному использованию транзистора. Электрическая схема каскада.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство науки и образования РФ

Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники

(ТУСУР)

Кафедра Электронных систем автоматизации и управления (ЭСАУ)

Курсовая работа

по дисциплине

"Схемотехника электронных средств автоматизированных систем"

"РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА НА БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ"

Выполнил: студент гр. № 539 Бушуева А.О.

Принял: доцент каф. ЭСАУ Сиверцев В.Ф.

2011

Оглавление

• 1. Введение
• 2. Исходные данные
• 3. Расчетная часть
• 3.1 Расчет параметров каскада по постоянному току
• 3.2 Расчёт режима по переменному току
• 3.3 Расчет обобщенных параметров усилительного каскада
• 3.3.1 Номинальный режим
• 3.2.2 Режим при максимальной обратной связи ().
• 3.4 Расчет конденсаторов
• 3.5 Проверка режима на насыщение и отсечку
• 4. Моделирование усилительного каскада с помощью пакета MicroCap
• 4.1 Проверка режима по постоянному току
• 4.2 Проверка нестабильности
• 4.3 Графики сигналов на входе и выходе каскада и спектральная диаграмма выходного сигнала
• 4.3.1 Номинальный режим
• 4.3.2 Rэ=0
• 4.3.3 Сэ=0
• 4.4 Амплитудно-частотные характеристики усилителя
• 4.4.1 Номинальный режим
• 4.4.2 Rэ=0
• 4.4.3 Сэ=0
• 4.5 Определение сопротивлений и влияние на них емкостей
• 4.5.1 Номинальный режим
• 4.5.2 Rэ=0
• 4.5.3 Сэ=0
• 5. Заключение

1. Введение

Цель работы: расчёт и компьютерное моделирование усилителя на примере усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером, получение навыков в выборе параметров, соответствующих максимальному использованию транзистора, а также приобретение навыков компьютерного моделирования электрических схем в пакете схемотехнического моделирования Micro-Cap.

2. Исходные данные

Электрическая схема каскада рисунок 2.1.1

Рисунок 2.1.1 Электрическая схема каскада

Параметры идеализированного транзистора, схемы и режима работы транзистора таблица 2.2.1

Таблица 2.2.1

в0	Rтр Ом	rнас Ом	Iоб мкА	Eк В	еi	RЭ1 Ом	RЭ2 Ом	RК кОм	?T град	fmin Гц
500	2600	80	10	15	0,6	18	470	1,6	±40	100

Выберем из библиотеки пакета Micro-CAP транзистор 2Т3102Е с наиболее подходящим к заданному значением r_Э = 0 Ом, r_б = 0 Ом. Начальные параметры режима работы транзистора и каскада возьмём из таблицы.

усилительный каскад транзистор схема

3. Расчетная часть

Получим входные и выходные характеристики выбранного транзистора и по ним определим некоторые его параметры.

Рисунок 3.1 Схема для снятия входных характеристик

Рисунок 3.2 Входные характеристики транзистора

По входным характеристикам определяем U_0бэ = 576мВ.

Рисунок 3.3 Схема для снятия выходных характеристик транзистора

Рисунок 3.4 Выходные характеристики транзистора

3.1 Расчет параметров каскада по постоянному току

,

Расчет делителя:

Принимаем номинальные значения из стандартного ряда Е24 для резисторов и

Сопротивление делителя представляет собой параллельное соединение и , следовательно:

3.2 Расчёт режима по переменному току

Амплитудные значения токов и напряжений:

Примем R_н = R_к = 1600 Ом

Рассчитаем эквивалентное сопротивление нагрузки

Рассчитаем амплитудное напряжение в нагрузке:

Рассчитаем амплитудное значение тока в нагрузке:

,

- ток делителя

- амплитудное значение входного тока

Рассчитав основные параметры режима каскада и элементы принципиальной электрической схемы, можем составить сводную таблицу параметров режима (Таблица 3.2.1).

Таблица 3.2.1

Рабочая точка	Амплитудные параметры	Сопротивления
Параметр	Значение	Параметр	Значение	Параметр	Значение
	5 мА		3мА		2530 Ом
	10 мkА		6 мkА		18 Ом
	5.01 мА		3.006 мА		470 Ом
	8 В		1.5 мА		488 Ом
	4.56 В		2.4 В		1.6 kОм
	0.576 В		0.054В		1.6 kОм
	7 В		0.0692 В		200 кОм
	3.09 В		0.0152 В		62 кОм
	2.44 В		2.454 В		47328Ом
	50 мкА		1.46 мkА		800 Ом
	15 В		7.46 мkА

3.3 Расчет обобщенных параметров усилительного каскада

3.3.1 Номинальный режим

В этом режиме включены все ёмкости и все сопротивления, т.е. это режим, в котором мы можем реально оценить, что мы получим в результате задания рассчитанных выше параметров.

Входное сопротивление усилителя:

.

Входное сопротивление каскада:

Коэффициент обратной связи:

Коэффициент нелинейных искажений сигнала:

Нестабильность :

Коэффициент усиления:

Нестабильность температуры:

Нестабильность рабочего тока:

Нестабильность усиления: при R_г= =11548 Ом

. При R_г=0

Максимальный коэффициент усиления:

КПД тра...