43
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ КОРРЕКЦИИ УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию
для студентов радиотехнических специальностей
Разработчик:
доцент кафедры РЗИ
кандидат технических наук
_______________А.А. Титов;
В соответствии с [1, 2, 3], приведенные ниже соотношения для расчета усилительных каскадов основаны на использовании эквивалентной схемы замещения транзистора, приведенной на рис. 1.1, либо на использовании его однонаправленной модели, приведенной на рис. 1.2.
Рис. 1.1. Эквивалентная схема Джиаколетто
Рис. 1.2. Однонаправленная модель
Значения элементов схемы Джиаколетто могут быть рассчитаны по паспортным данным транзистора по следующим формулам [1]:
;
,
где - емкость коллекторного перехода;
- постоянная времени цепи обратной связи;
- статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;
- граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером;
- ток эмиттера в рабочей точке в миллиамперах;
=3 - для планарных кремниевых транзисторов;
=4 - для остальных транзисторов.
В справочной литературе значения и часто приводятся измеренными при различных значениях напряжения коллектор-эмиттер . Поэтому при расчетах значение следует пересчитать по формуле [1]
где - напряжение , при котором производилось измерение ;
- напряжение , при котором производилось измерение .
Поскольку и оказываются много меньше проводимости нагрузки усилительных каскадов, в расчетах они обычно не учитываются.
Значения элементов схемы замещения, приведенной на рис. 1.2, могут быть рассчитаны по следующим формулам [3, 4]:
где , - индуктивности выводов базы и эмиттера;
- максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер;
- максимально допустимый постоянный ток коллектора.
При расчетах по эквивалентной схеме приведенной на рис. 1.2, вместо используют параметр - коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования [2], равный:
, (1.1)
где = - круговая частота, на которой коэффициент усиления транзистора по мощности в режиме двухстороннего согласования равен единице;
- текущая круговая частота.
Формула (1.1) и однонаправленная модель (рис. 1.2) справедливы для области рабочих частот выше [5].
2. РАСЧЕТ НЕКОРРЕКТИРОВАННОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ
2.1. ОКОНЕЧНЫЙ КАСКАД
Принципиальная схема оконечного некорректированного усилительного каскада приведена на рис. 2.1,а, эквивалентная схема по переменному току - на рис. 2.1,б, где - разделительный конденсатор, - резисторы базового делителя, - резистор термостабилизации, - блокировочный конденсатор, - сопротивление в цепи коллектора, - сопротивление нагрузки.
При отсутствии реактивности нагрузки, полоса пропускания каскада определяется параметрами транзистора. В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот можно описать выражением:
где ;
- текущая круговая частота;
; (2.1)
; (2.2)
; (2.3)
; (2.4)
.
а) б)
Принципиальная схема каскада приведена на рис. 2.2,а, эквивалентная схема по переменному току - на рис. 2.2,б.
В соответствии с [1] коэффициент усиления каскада в области верхних частот описывается выражением:
где ; (2.8)
; (2.9)
; (2.10)
- входное сопротивление и входная емкость нагружающего каскада.
Значения , входное сопротивление и входная емкость каскада рассчитываются по формулам (2.5), (2.6), (2.7).
Пример 2.2. Рассчитать , , , каскада, приведенного на рис. 2.2, при использовании транзистора КТ610А (данные транзистора приведены в примере 2.1) и условий: = 0,9; = 10; , нагружающего каскада - из примера 2.1.
Решение. По известным и из (2.8) получим: = 10.5 Ом. Зная из (2.10) найдем: = 11,5 Ом. По формуле (2.9) определим: = 310-9 с. Подставляя известные , в соотношение (2.5) получим = 25,5 МГц. По формулам (2.6) и (2.7) определим = 126 Ом, = 196 пФ.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
