Курсовая работа: Расчет усилительного резистивного каскада на биполярных транзисторах

18. Коэффициент усиления по току будет:

=

19. Коэффициент усиления по мощности:

К_Р =К_I ·K_U =15*33,33=500

20. Выходное сопротивление:

R_ВЫХ ≈R_К =150 (Ом).

2. Определение коэффициента нелинейных искажений усилителя (КНИ)

1. КНИ оценивается по коэффициенту гармоник (К_Г ), расчет которого производится после разработки и определения параметров элементов схемы усилительного каскада.

Если известно внутреннее сопротивление генератора (источника) усиливаемых сигналов (что является в нашем случае заданным, сопротивление R_Г ), можно рассчитывать К_Г методом пяти ординат по сквозной динамической характеристике, построенной для известного значения R_Г .

2. Для построения сквозной динамической характеристики используют нагрузочную прямую переменного тока (на выходных статических характеристиках) и входную характеристику транзистора.

На отрезке АВ нагрузочной прямой определяют граничные точки 1 и 5, которые находятся на проекции амплитудных значений тока коллектора I_{к m} (+I_{к m} и -I_{к m} ) или амплитудных значений переменной составляющей напряжения (+U_{вых m} и -U_{вых m} ). Остальные точки (2ч4) определяются как результат пересечения нагрузочной прямой со статическими выходными характеристиками (соответствующих конкретным базовым токам).

Для каждой точки (1ч5) находят значения тока коллектора (i_К1 чi_К5 ). Далее определяют амплитуды переменных составляющих тока и напряжения входного сигнала. Для этого на входную статическую характеристику транзистора [i_Б = f (U_БЭ )], включенного по схеме с ОЭ, переносят точки пересечения нагрузочной прямой со статическими выходными характеристиками транзистора (получают точки 1'ч5'). Опустив перпендикуляры из точек 1'ч5' на горизонтальную ось (U_БЭ ) определяют амплитуды переменных составляющих напряжения входного сигнала (U_БЭ1 чU_БЭ5 ).

Затем, для каждой из этих точек вычисляют э.д.с. источника (генератора) усиливаемых сигналов по формуле:

e_Г = U_БЭ +i_Б ·R_Г ;=

(U_ВХ ) (i_ВХ )

и результаты вычислений сводят в таблицу, чтобы получить координаты точек (1"ч7") для построения сквозной динамической характеристики.

№ точки	iК (iВЫХ ), мА	IБ (iВХ ), мА	UБЭ (UВХ ), В	eГ = UБЭ +iБ ·RГ, В
1"	iК 1 =140	iБ 1 (iБ max )=3,5	UБЭ 1 (UВХ max )=0,73	eГ1( max ) = 1,15
2"	iК 2 =120	iБ 2 =3	UБЭ 2 =0,7	eГ 2 = 1,06
3"(П)	iК 3 =84	iБ 3 =2,1	UБЭ 3 =0,64	eГ 3 = 0,892
4"	iК 4 =60	iБ 4 =1,5	UБЭ 4 =0,55	eГ 4 = 0,73
5"	iК 5 =28	iБ5 =0,7	UБЭ5 =0,4	eГ5 = 0,484

e_{Г1( max )} =1,2+54*55*10^-3 =1,15 (В)

e_Г2 = 1,1+40*55*10^-3 =1,06 (В)

e_Г3 = 1+32*55*10^-3 =0.892 (В)

e_Г4 = 0,85+20*55*10^-3 =0.73 (В)

e_{Г5( min )} = 0.7+10*55*10^-3 =0.484 (В)

3. По данным таблицы строится сквозная динамическая характеристика:

i_К = f (e_Г ).

Как правило, полученная характеристика имеет слегка выраженный S-образный характер.

4. При расчете коэффициента гармоник (К_Г ) используем наиболее распространенный метод пяти ординат (или метод Клина).

5. При реализации этого метода с помощью сквозной динамической характеристики определяют некоторые значения тока коллектора (I_min , I₂ , I_0, I₁ , I_max ), которые используют при расчете коэффициента гармоник. (Повторяем график сквозной динамической характеристики)

На сквозной динамической характеристике отмечаем две точки, соответствующие max и min (i_К1 и i_К5 ) выходного тока (тока коллектора - I_max и I_min ) и проектируем их на горизонтальную ось (отрезок aд).

Затем этот отрезок делим на четыре равные части (аб=бв=вг=гд) и находим по графику значения токов I₁ =138(мА), I₀ =97(мА), I₂ =52(мА).

6. По методу Клина коэффициент гармоник однотактного каскада, работающего в режиме А, определяется по формуле: