Курсовая работа: Усилитель напряжения на биполярном транзисторе

Рис. 2 - Графики статической и динамической линий нагрузки

Для переменной составляющей тока коллектора (т. е. сигнала) реактивное сопротивление конденсатора С₂ мало и поэтому сопротивления нагрузки и коллектора включены параллельно: R_к.н = R_к || R_н .

Колебания тока коллектора и напряжения на коллекторе связаны динамической линией нагрузки , которая проходит через точку покоя О под большим углом к оси U_кэ , чем статическая:

U_кэ = E_к.экв – I_к ·R_к.н , (2)

где напряжение эквивалентного источника

E_к.экв =. (3)

Статическая и динамическая линии нагрузки показаны на рис. 2.

При проектировании принимают сопротивление R_к ≈ 2,5·R_н и выбирают стандартный номинал R_к , руководствуясь рядом Е24 (табл.2).

Таблица 1 - Стандартные номинальные значения сопротивлений

1.0	1.1	1.2	1.3	1.5	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4	2.7	3.0
3.3	3.6	3.9	4.3	4.7	5.1	5.6	6.2	6.8	7.5	8.2	9.1

Принимаем R_к = 2,5· R_н (кОм) и выбираем стандартный номинал R_к .

Находим эквивалентное сопротивление нагрузки в цепи коллектора

R_к.н = R_к || R_н = (кОм).

Положение точки покоя (I_к.о ; U_кэ.о ) на статической линии нагрузки удобно определять графо-аналитическим методом, располагая графиками выходных характеристик. Для того, чтобы обеспечить симметричные условия для положительной и отрицательной полуволн колебаний выходного напряжения, точку покоя (I_к.о ; U_кэ.о ) следует выбирать в середине активного участка динамической линии нагрузки. Из практического опыта можно рекомендовать значение U_кэ.о , равное четвертой части E_к . Выбираем

U_кэ.о = 0,25 E_к .

После этого вычисляем ток коллектора I_к.о в точке покоя

I_к.о (мА)

и из уравнения выходной характеристики ток базы покояI_б.о в точке покоя

I_б.о (мА).

Найдем э.д.с. эквивалентного источника

E_к.экв = (В).

Рассчитаем сопротивления R₁ и R₂ . Базовый делитель R₁ ,R₂ должен обеспечивать требуемый потенциал базы в режиме покоя

U_б.о = U_э.о + U_бэ.о

и ток базы покоя

I_б.о = I₁ – I₂ .

Существует неограниченное количество пар значений R₁ и R₂ , удовлетворяющих указанным условиям. При больших номиналах этих сопротивлений меньше влияние резисторного делителя на входное сопротивление каскада, но ниже стабильность точки покоя. При малых значениях указанных сопротивлений стабильность каскада улучшается, но возрастает шунтирующее действие резисторов R₁ и R₂ на входную цепь. Для определенности можно выбрать компромиссное условие:

Ток I₂ = 5·I_б.о . Тогда ток I₁ = 6·I_б.о .

Вычисляем токи в базовом делителе:

I₂ = 5·I_{б . о} (мА).

I₁ = 6·I_{б . о} (мА).