Анализ работы усилительного каскада в режиме покоя

 

Для работы каскада усиления на биполярном транзисторе требуется

задавать начальный ток базы, этот ток задаётся при помощи делителя напряжения. Типовая схема усиления каскада с общим эмиттером.

 

I

I_д+I_б R_к

R₁

 

C₂

 

 

С₁ R_H

 

 

I_б+I_к

 

R₂

R₂

R_э С_э

 

 

 

Для того, чтобы рассчитать все элементы схемы необходимо выполнить её анализ.

При современном способе проектирования анализ необходим для определения предварительных параметров элементов, а после моделируем эти параметры всегда

уточняем. Для определения сопротивления резистора и начальных параметров работы

транзистора выполняем анализ по постоянному току из подачи входного сигнала. При подаче направляем питание + Е_к против след токи.

Указывая токи определяем величину соответствующего сопротивления.

R_k=R_H\(2-5); R_H- cсопротивление направление которого задаётся при проектировании

R_э=(0.1-0.3) R_k

Отрицательная обратная связь последует по току.R1 и R2 задают начальный ток базы и явл. делит. напряжение для того, чтобы условия не влияли на работу усилителя величина R1 и R2 должна быть.

Для того, чтобы расчитать параметры усилителя необходимо выбрать тип транзистора.

Будем считать, что транзистор сув. и известно Ek. Для изв. транзистора строим нагрузку прямую.

 

Ik

По ~ I

 

1

Eкп\RkRэ

 

IБ=IБП

 

Iкп A

 

 

1,2 рабочий участок 2 IБ=0

 

 

Uкп Uke

Для того чтобы усилить работу с минимальным искажением рабочего тока транзистора должна быть посередине участка 1,2.

А - рабочая точка, точке А соответствует Iкп и Uкп. Точку А выбирают соответственно сопротивлению резистора R1 и R2. По входным данным определяем UБЭ покоя.

Uбэп = UR2- Urэ;

R1 =Ek- UR2\ Iд+Iбп;

UR = (0.1-0.3)Ek;

R2 = Uбэп+UKE\(5-10)Iбп;

Для расчета параметров усилителя необходимо выполнить анализ для переменного тока.

Эквивалентная схема замещения каскада. Расчет параметров усиления

 

Для анализа по переменному току будем считать, что на средней частоте сопротивление всех конденсаторов равна 0, а транзистор работает на минимальном участке характеризуя построенную схему замещения.

 

 

Б К

 

rб rk

R_г R₁

R2 Rk RH

Iк

 

Для переменного тока эквивалентное напряжение определяется параллельным включением Rk и Rh

Rh= Rk *Rh \ Rk + Rh; Rh= Rk + Rh;

Зная Rh ~ строим нагр. прям. для переменного тока она проходит через точку А.

При подаче на вход переменного напряжения рабочая точка перем. По линии для переменного тока.

Определяем коэффициент усиления по напряжению.

Ik= bIб~* rk(rэ+Rh~)\rk+rэ+Rh~ *1\ rэ+Rh

U вх= Iб*rб+Iэ*rэ=Iб(rб+(1+b)rэ);

Ku= b *rf*Rh~\((rk+rэ+Rh~)((rб+rэ(1+b)))

Uк>>Rhi rk>>rэ

Ku= b*Rh~\rб+rэ+(1+b)= Rh~\re

Rвх= R1//R2//rвх аналогично можно определить усиление по току.