характеристик транзистора, .

Так як в обраній мною схемою вихідного каскаду опір колектора відсутній, то . Розраховуючи за формулами 3.3.1 та 3.3.3, отримуємо наступні координати робочої точки:

мА,

В.

Знайдемо потужність, розсіювану на колекторі мВт.

3.3.2 Вибір транзистора

Вибір транзистора здійснюється з урахуванням таких граничних параметрів:

1. граничної частоти підсилення транзистора по струму в схемі з ОЕ

;

2. гранично допустимого напруги колектор-емітер

;

3. гранично допустимого струму колектора

;

4. граничної потужності, що розсіюється на колекторі

.

Цим вимогам повністю відповідає транзистор КТ996Б-2. Його основні технічні характеристики наведені нижче.

Електричні параметри:

1. Гранична частота коефіцієнта передачі струму в схемі з ОЕ МГц;

2. Постійна часу ланцюга зворотного зв'язку пс;

3. Статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ОЕ ;

4. Ємність колекторного переходу при В пФ;

5. Індуктивність виведення бази нГн;

6. Індуктивність виведення емітера нГн.

Граничні експлуатаційні дані:

1. Постійна напруга колектор-емітер В;

2. Постійний струм колектора мА;

3. Постійне розсіює потужність колектора Вт;

4. Температура переходу К.

навантажувальні прямі по змінному та постійному струму для вихідного каскаду представлені на малюнку 3.2. Напруга живлення вибрано рівним 10В.

Рисунок 3.2

3.3.3 Розрахунок еквівалентної схеми транзистора

Оскільки робочі частоти підсилювача помітно більше частоти , то з еквівалентної схеми можна виключити вхідну ємність, так як вона не впливає на характер вхідного опору транзистора. Індуктивність ж висновків транзистора навпроти робить істотний вплив і тому повинна бути включена в модель. Еквівалентна високочастотна модель представлена на малюнку 3.3. Опис такої моделі можна знайти в [2].

Рисунок 3.3

Параметри еквівалентної схеми розраховуються за наведеними нижче формулами.

Вхідна індуктивність:

, (3.3.3)

де -індуктивності висновків бази і емітера.

Вхідний опір:

, (3.3.4)

де , причому , і - довідкові дані.

Крутизна транзистора:

, (3.3.5)

де , , .

Вихідний опір:

. (3.3.6)

Вихідна ємність:

. (3.3.7)

У відповідність з цими формулами одержуємо такі значення елементів еквівалентної схеми:

нГн;

пФ;

Ом

Ом;

А/В;

Ом;

пФ.

3.3.4 Розрахунок ланцюгів термостабілізації

Існує кілька варіантів схем термостабілізації. Їх застосування залежить від потужності каскаду і від того, наскільки жорсткі вимоги до термостабільності. У даній роботі розглянуті три схеми термостабілізації: пасивна колекторна, активна колекторна і емітерний.

3.3.4.1 Пасивна колекторна термостабілізація

Даний вид термостабілізації (схема представлена на малюнку 3.4) використовується на малих потужностях і менш ефективний, ніж два інші, тому що напруга негативного зворотного зв'язку, що регулює струм через транзистор подається на базу через базовий дільник.

Малюнок 3.4

Розрахунок, докладно описаний в [3], полягає в наступному: вибираємо напруга (в даному випадку В) і струм дільника (в даному випадку , де - струм бази), потім знаходимо елементи схеми за формулами:

; (3.3.8)

, (3.3.9)

де - напруга на переході база-емітер рівне 0.7 В;

. (3.3.10)

Отримаємо наступні значення:

Ом;

Ом;

Ом.

3.3.4.2 Активна колекторна термостабілізація

Активна колекторна термостабілізація використовується в потужних каскадах і є дуже ефективною, її схема представлена на малюнку 3.5. Її опис і розрахунок можна знайти в [2].

Малюнок 3.5

Як VT1 візьмемо КТ315А. Вибираємо падіння напруги на резистори з умови (нехай В), потім робимо наступний розрахунок:

; (3.3.11)

; (3.3.12)

; (3.3.13)

; (3.3.14)

, (3.3.15)

де - статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ПРО транзистора КТ315А;

; (3.3.16)

; (3.3.17)

. (3.3.18)

Отримуємо наступні значення:

Ом;

мА;

В;

кОм;

А;

А;

кОм;

кОм.

Величина індуктивності дроселя вибирається таким чином, щоб змінна складова струму не заземляється через джерело харчування, а величина блокувальний ємності - таким чином, щоб колектор транзистора VT1 по змінному струму був заземлений.

3.3.4.3 емітерний термостабілізація

Для вихідного каскаду обрана емітерний термостабілізація, схема якої наведена на малюнку 3.6. Метод розрахунку та аналізу емітерний термостабілізації докладно описаний в [3].

Малюнок 3.6

Розрахунок проводиться за наступною схемою:

1.Вибіраются напруга емітера і струм дільника (див. рис. 3.4), а також напругу харчування ;

2. Потім розраховуються .

3. Проводиться перевірка - чи буде схема термостабільна при вибраних значеннях і . Якщо ні, то знову здійснюється підбір і .

У даній роботі схема є термостабільної при У і мА. Зважаючи на те, що в колекторної ланцюга відсутній резистор, то напруга живлення розраховується за формулою В. Розрахунок величин резисторів проводиться за наступними формулами:

; (3.3.19)

; (3.3.20)

. (3.3.21)

Для того, щоб з'ясувати чи буде схема термостабільної проводиться розрахунок наведених нижче величин.

Теплове опір перехід - навколишнє середовище:

, (3.3.22)

де , - довідкові дані;

К - нормальна температура.

Температура переходу:

, (3.3.23)

де К - температура навколишнього середовища (в даному випадку взята максимальна робоча температура підсилювача);

- потужність, що розсіюється на колекторі.

Некерований струм колекторного переходу:

, (3.3.24)

де - відхилення температури транзистора від нормальної;

лежить в межах А;

- коефіцієнт, що дорівнює 0.063-0.091 для германію та 0.083-0.120 для кремнію.

Параметри транзистора з урахуванням зміни температури:

, (3.3.25)

де одно 2.2 (мВ/градус Цельсія ) для германію та

3 (мВ/градус Цельсія) для кремнію.

, (3.3.26)

де (1/градус Цельсія).

Визначимо повний постійний струм колектора при зміні температури:

, (3.3.27)

де

. (3.3.28)

Для того щоб схема була термостабільна необхідно виконання умови:

,

де . (3.3.29)

Розраховуючи за наведеними вище формулами, отримаємо наступні значення:

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

К;

К;

А;

Ом;

;

Ом;

А;

А.

Як видно з розрахунків умова термостабільності виконується.

3.4 Розрахунок вхідного каскаду по постійному струму

3.4.1 Вибір робочої точки

При розрахунку необхідного режиму транзистора проміжних і вхідного каскадів по постійному струму слід орієнтуватися на співвідношення, наведені в пункті 3.3.1 з урахуванням того, що замінюється на вхідний опір подальшого каскаду. Але, при малосігнальном режимі, за основу можна брати типовий режим транзистора (зазвичай для малопотужних ВЧ та НВЧ транзисторів мА та В). Тому координати робочої точки виберемо наступні мА, В. Потужність, що розсіюється на колекторі мВт.

3.4.2 Вибір транзистора

Вибір транзистора здійснюється відповідно до вимог, наведених у пункті 3.3.2. Цим вимогам відповідає транзистор КТ371А. Його основні технічні характеристики наведені нижче.

Електричні параметри:

1. гранична частота коефіцієнта передачі струму в схемі з ОЕ ГГц;

2. Постійна часу ланцюга зворотного зв'язку нс;

3. Статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ОЕ ;

4. Ємність колекторного переходу при В пФ;

5. Індуктивність виведення бази нГн;

6. Індуктивність виведення емітера нГн.

Граничні експлуатаційні дані:

1. Постійна напруга колектор-емітер В;

2. Постійний струм колектора мА;

3. Постійне розсіює потужність колектора Вт;

4. Температура переходу К.

3.4.3 Розрахунок еквівалентної схеми транзистора

Еквівалентна схема має той же вигляд, що та схема представлена на малюнку 3.3. Розрахунок її елементів проводиться за формулами, наведеним у пункті 3.3.3.

нГн;

пФ;

Ом

Ом;

А/В;

Ом;

пФ.

3.4.4 Розрахунок ланцюга термостабілізації

Для вхідного каскаду також обрана емітерний термостабілізація, схема якої наведена на малюнку 3.7.

Малюнок 3.7

Метод розрахунку схеми ідентичний наведеному в пункті 3.3.4.3 з тією лише особливістю що є присутнім, як видно з малюнка, опір в ланцюзі колектора . Це опір є частиною коректує ланцюга і розрахунок описаний у пункті 3.5.2.

Ця схема термостабільна при В і мА. Напруга живлення розраховується за формулою В.

Розраховуючи за формулами 3.3.19-3.3.29 отримаємо:

кОм;

кОм;

кОм;

кОм;

К;

К;

А;

кОм;

;

Ом;

мА;

мА.

Умова термостабільності виконується.

3.4 Розрахунок коригувальних ланцюгів

3.4.1 Вихідна коригуюча ланцюг

Розрахунок всіх КЦ проводиться відповідно до методики описаної в [4]. Схема вихідний коректує ланцюга представлена на малюнку 3.8. Знайдемо - вихідний опір транзистора нормоване щодо і .

(3.5.1)

.

Малюнок 3.8

Тепер по таблиці наведеної в [4] знайдемо найближче до розрахованому значення і виберемо відповідні йому нормовані величини елементів КЦ і , а також -коефіцієнт, що визначає величину відчутного опору навантаження і модуль коефіцієнта відбиття .

Знайдемо істинні значення елементів за формулами:

; (3.5.2)

; (3.5.3)

. (3.5.4)

нГн;

пФ;

Ом.

Розрахуємо частотні спотворення в області ВЧ, що вносяться вихідний ланцюгом:

, (3.5.5)

,

або дБ.

3.5.2 Розрахунок межкаскадной КЦ

Схема МКЦ представлена на малюнку 3.9. Це коригуюча ланцюг четвертого порядку, нормовані значення її елементів вибираються з таблиці, яку можна знайти в [4], виходячи з потрібної форми і нерівномірності АЧХ. Потрібно врахувати, що елементи, наведені в таблиці, формують АЧХ в діапазоні частот від 0 до , а в даній роботі кожна КЦ повинна давати підйом 3дБ на октаву. Отже, щоб забезпечити такий підйом потрібно вибирати елементи, які дають підйом 6дБ в діапазоні від 0 до .

Малюнок 3.9

Нормовані значення елементів КЦ, наведені нижче, обрані для випадку, коли нерівномірність АЧХ кола не перевищує ± 0.5дБ.

Ці значення розраховані для випадку, коли ємність ліворуч від КЦ дорівнює 0, а праворуч -