Курсовая работа по усилительным устройствам.ВАРИАНТ 7 Выполнил ст.гр.04 - 414 Уткин С.Ю.Проверил Харламов А.Н. ЭТАП 1Исходные данные для расчета .Еп 10В Rи 150Ом Rк 470 Ом Rн 510 Сн 15 пФ Tмин -30град Тmax 50град Требуемаянижняя частота Fн 50 кГц.Используемыйтип транзистора КТ325В Si N-P-N ОЭ Нестабильностьколлекторного тока - Параметры транзистора Граничнаячастота - Fгр 800Мгц.Uкбо проб 15В.Uэбо проб 4В.Iк мах 60мА.Обратныйток коллектора при Uкб 15В Iкбо lt 0.5мкА при Т 298К .Статическийкоэффициент усиления тока базы в схеме с ОЭ h210.Емкостьколлекторного перехода Ск lt 2.5пФ. при Uкб 5В rкэ нас. 40Ом.Постояннаявремени цепи обратной связи tк lt 125 нс.Дляпланарного транзистора - технологический параметр 6.3Исходяиз значений Еп и Rк , ориентировачно выберемрабочую точку с параметрами Uкэ 4В и Iкэ 1мА.Типичноезначение , для кремниевых транзисторов Uбэ 0.65В.Uкб Uкэ-Uбэ 3.35В 2.857 пФ. 275Ом - Объемноесопротивление базы. Iб Iкэ h21 8.264e-6 - токбазы.
Iэ Iкэ - Iб 9.9e-4 - ток эмиттера.rэ 26е-3 Iэ 26.217 - дифференциальное сопротивлениеэмиттерного перехода.Параметр n rэ rб 1 h3 Нормированное относительно Fгр значение граничной частоты Длядальнейших расчетов по заданнымискажениям в области нижних частот зададимся коэффициэнтами частотныхискажений .Пускайдоля частотных искажений , вносимых на нижней частоте разделительным конденсатором Ср , окажеться в к 100 раз меньше чем конденсатором Сэ , тогда коэффициенты частотных искажений равны Мнр 0.99 , а Мнэ 0.71 Определяются пографику 2.281е-8 Ф - емкость разделительного конденсатора.Оптимальноенапряжение на эмиттере выбирается изусловия Uэ Еп 3, это позволяетопределить величину Rэ.Rэ 3.361е3 Ом 3.361В - Напряжение на эмиттере.Rф Еп - Uкэ Iкэ - Rк - Rэ 2.169е3 Ом - сопротивление RC - фильтра в коллекторной цепи.ПрименениеН.Ч коррекции позволяет использовать разделительный конденсатор меньшейемкости. 4.062е-9 Ф - скорректированное значение разделительногоконденсатора. 9.551е-10 Ф - емкость фильтра в цепи коллектора. 7.889е-8 Ф - Емкостьэмиттера.Расчетцепи делителя , обеспечивающей заданную температурную нестабильность коллекторного тока. 1.487е-6 А - неуправляемый ток перехода коллектор-база. 0.2 В -сдвиг входных характеристик . 3.813е-5 А. -токделителя. 1.052e5 Ом 1.291e5Ом Номиналы элементов,приведенные к стандартному ряду.Rф 2.2е3 Ом Rэ 3.3е3Ом Rб1 1е5Ом Rб2 1.3е5 Ом Cр 4е-9 Ф Cф 1е-9 Ф Cэ 7е-8ICROCAB 1. Оценка по постоянному току.2.1А.Ч.Х каскада.2.2 А.Ч.Х по уровню 07. Реализуемыесхемой - верхняя частота - Fв 2.3Мгц и коэффициент усиления К 22Дб 12.6ЭТАП 2 Задание Обеспечить за счет выбора элементов либо модернизации схемы увеличение К в двараза при этом Fв - не должно уменьшаться и проверить правильность расчетов на Э.В.М.РАСЧЕТ.Требованияк полосе частот и коэффициенту усиления К 44Дб 158 Fн 50 Кгц Fв 2.3МгцUкб Uкэ-Uбэ 4.35В 2.619 пФ. 300Ом - Объемноесопротивление базы.Оценка площади усиления иколичества каскадовв усилителе. 8.954 е7 Гц -Максимальная площадь усиления дифференциального каскада.
Ориентировачноеколичество каскадов определим по номограммам , таккак 39 , то усилительможно построить на двух некорректированных каскадах.Требуемаяверхняя граничная частота для случая , когда N 2 с учетом , что фn 0.64 Fв треб Fв фn 3.574е6 ГцТребуемыйкоэффициент усиления одного каскада К треб 12.57Требуемаянижняя граничная частота Fн треб FнХфn 3.218e4Реализуемаяв этом случае площадь усиления 4.5е7 ГцРасчет первого оконечного каскада.
Определимпараметр 9Оптимальноезначение параметра 5Этомузначению параметра соответствует токэмиттера равный Iэ 2мАСоответственно Iкэ 2мА и Iб 1.5е-5 А .rэ 14.341 Ом - дифференциальное сопротивление эмиттерногоперехода. 1.388е-11Ф -емкость эмиттерного перехода. 1.75е3 Ом 3.562е-9 сек - постоянная времени транзистора. 0.008 -относительная частота.Высокочастотные Y- параметры оконечного каскада. 0.061 См- Проводимость прямой передачи крутизна транзистора . 3е-14 Ф- Входная емкость транзистора . 5.02 е-11 Ф -Выходная емкость транзистора. 5.456е-6 См - Проводимость обратной передачи. 5.027 е-4 См -Входная проводимость транзистора. 4.5е-11 Ф - Входнаяемкость транзистора.Реализуемая в этомслучае площадь усиления 1.165е8 Гц Заданный коэффициент усиления обеспечивается присопротивлении коллектора 347.43 ОмРасчет элементов по заданнымискажениям в области нижних частот. 3.294е-8 Ф - емкостьразделительного конденсатора.Rэ 1.68е3 Ом 3.077В - Напряжение на эмиттере.Rф Еп - Uкэ Iкэ - Rк - Rэ 704.5 Ом - сопротивление RC - фильтра в коллекторной цепи. ПрименениеН.Ч коррекции позволяет использовать разделительный конденсатор меньшейемкости. 1.088е-8 Ф - скорректированное значение разделительногоконденсатора. 7.87е 9 Ф - емкость фильтра в цепи коллектора. 2.181е-7 Ф - Емкостьэмиттера.Расчетцепи делителя , обеспечивающей заданную температурную нестабильность коллекторного тока. 4.351е-5 А. -токделителя. 8.566е4 Ом 1.07е5 ОмРасчет второго предоконечного каскада. Реализуемаяплощадь усиления и параметр для предоконечного каскада. 9е7 Гц 0.04Этомузначению параметра соответствует токэмиттера равный Iэ 3мАСоответственно Iкэ 3мА и Iб 2.2е-5 А .rэ 9.8 Ом - дифференциальное сопротивление эмиттерногоперехода. 2.03е-11Ф -емкость эмиттерного перехода. 1.196е3 Ом 4.878е-9 сек - постоянная времени транзистора.
Высокочастотные Y- параметры предоконечного каскада. 0.083 См- Проводимость прямой передачи крутизна транзистора . 2.1е-14 Ф- Входная емкость транзистора . 6.8 е-11 Ф -Выходная емкость транзистора. 5.466е-6 См - Проводимость обратной передачи. 1.909е3 См- Входнаяпроводимость первого каскада.Заданный коэффициент усиления обеспечивается присопротивлении коллектора 164.191 ОмРасчет элементов по заданнымискажениям в области нижних частот. 1.362е-8е-8 Ф -емкость разделительного конденсатора.Rэ 1.247е3 Ом 3.33В - Напряжение на эмиттере.Rф Еп - Uкэ Iкэ - Rк - Rэ 459.2 Ом - сопротивление RC - фильтра в коллекторной цепи.ПрименениеН.Ч коррекции позволяет использовать разделительный конденсатор меньшейемкости. 3.58е-8 Ф - скорректированное значение разделительногоконденсатора. 1.5е-8 Ф - емкостьфильтра в цепи коллектора. 2.98е-7 Ф - Емкостьэмиттера.Расчетцепи делителя , обеспечивающей заданную температурную нестабильность коллекторного тока. 3.771е-5 А. -токделителя. 1е5 Ом 1.06е5 ОмНоминалы элементов, приведенные к стандартному ряду.Номиналы элементов первого каскада.Rф 700 Ом Rэ 1.6е3Ом Rб1 8.5е4Ом Rб2 1е5 Ом Cр 1е-8 Ф Cф 8е-9Ф Cэ 2е-7Ф Rк 350 Номиналы элементов второго каскада.Rф 450 Ом Rэ 1.3е3Ом Rб1 1е5Ом Rб2 1е5 Ом Cр 2.6е-9Ф Cф 1.5е-8 Ф Cэ 3е-7Ф Rк 160 Оценка входной цепи .Определим коэффициент передачи входной цепи в областисредних частот и ее верхнююграничную частоту.Зададимся g 0.2 1.124 - Коэффициент передачи входной цепи . 1.1е7 ГцВерхняя граничная частота входной цепи значительно больше верхней требуемойчастоты каждого из каскадов.При моделировании на ЭВМ учитывалось влияние входной цепи.Оценка результатов в программе MICROCAB 1. Оценка по постоянному току.2. А.Ч.Х. усилителя.3. А.Ч.Х по уровню -07.Реализуемые схемой -верхняя частота Fв 2.3Мгц , нижняя частота Fн 50кГц и коэффициентусиления К 44Дб 158 - полностьюсоответствуют заданным требованиям по полосе и усилению.
FIN.