Расчет цепей питания фотодиода

Предварительный расчет по постоянному току

Расчет цепей питания фотодиода

Справочные параметры фотодиода ФДК-227

(принципиальная схема цепей питания фотодиода – слева, ВАХ фотодиода - справа)

Выберем напряжение анод-катод фотодиода = 7 В. Тогда на резисторах ( + )

должно быть падение напряжения, равное

 

Если напряжение на аноде = 0.1*Е0=1В, то напряжение на катоде

 

 

Теперь вычислим сопротивления и . Так при токе =1мкА

 

=2.2МОм

 

Сопротивление фотодиода постоянному току в точке покоя с координатами

( =1 мкА, = 7 В) равно R_Д=7 МОм.

Сопротивления резисторов , выбираем из номинального ряда

Расчет по постоянному току каскада на полевом транзисторе

Транзистор КП 307Ж имеет следующие справочные данные:

 

Ток стока начальный – 14 мА; Напряжение отсечки – -3.5 В;

Ток утечки затвора – 1 нА; Ёмкость затвор-исток – 5 пФ;

Максимальная крутизна – 4 ; Ёмкость проходная – 1.5 пФ;

Сопротивление затвор – исток

(принципиальная схема транзистора – слева, ВАХ транзистра с n-каналом – справа)

Выберем рабочую точку А ( -1 В)

Тогда ток стока будет равен:

А крутизна:

Напряжение сток-исток:

Напряжение на истоке:

Напряжение на стоке:

Напряжение на затворе:

Теперь вычислим сопротивления резисторов:

где - ток делителя. Ток делителя можно определить, зная сопротивление резистора .

Рассчитаем сопротивление исходя из заданной верхней частоты .Так как частота среза входной цепи в области верхних частот определяется суммарной емкостью С и сопротивлением , и она должна быть больше , то сопротивление можно определить из неравенства:

Тогда

Выберем рассчитанные сопротивления резисторов по номинальному ряду

=68000 Ом, =6800 Ом, =470 Ом, =300 Ом

Проверка расчета по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах с помощью компьютера

Для проверки правильности расчета надо собрать эквивалентную схему по постоянному току из предыдущего пункта в программе FASTMEAN

(Эквивалентная схема усилительного каскада на V3,V4 по постоянному току)

Сопротивления H₁₁₃ и H₁₁₄ не являются резисторами, они отражают эквиваленты входных сопротивлений переходов база-эмиттер транзисторов V3 и V4 H_{11, 3} и H_{11, 4} по постоянному току. Их величины:

 

Составим таблицу токов и напряжений:

N	V3	V4
Токи и напряжения	UБ3	UЭ3	IД3	IЭ3	UЭ4	UК4	IК4
Единицы измерения	В	В	мА	мА	В	В	мА
Расчет предварительный	2.4	1.7	0.37	5.04	1.0	6.0	6.0
Компьютерный	2.5	1.78	0.37	5.4	1.0	5.6	6.4

Сравнив предварительный и компьютерный расчет, можно убедится, что результаты совпадают с точностью до . Следовательно, расчет был произведен верно.

Расчет усилителя на переменном токе

Расчет усилителя по напряжению

Предварительный расчет по постоянному току

Расчет цепей питания фотодиода

Справочные параметры фотодиода ФДК-227

(принципиальная схема цепей питания фотодиода – слева, ВАХ фотодиода - справа)

Выберем напряжение анод-катод фотодиода = 7 В. Тогда на резисторах ( + )

должно быть падение напряжения, равное

 

Если напряжение на аноде = 0.1*Е0=1В, то напряжение на катоде

 

 

Теперь вычислим сопротивления и . Так при токе =1мкА

 

=2.2МОм

 

Сопротивление фотодиода постоянному току в точке покоя с координатами

( =1 мкА, = 7 В) равно R_Д=7 МОм.

Сопротивления резисторов , выбираем из номинального ряда