Курсовая работа: Расчет усилителей на биполярных транзисторах

🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
Уральский технический институт связи и информатики (филиал)
Курсовая работа по дисциплине «Основы схемотехники»

РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЕЙ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

1. Исходные данные к курсовой работе
2. Характеристики используемого транзистора
3. Схема цепи питания и стабилизации режима работы транзистора
4. Построение нагрузочной прямой по постоянному току
5. Определение малосигнальных параметров транзистора в рабочей точке
6. Определение величин эквивалентной схемы транзистора
7. Определение граничной и предельных частот биполярного транзистора
8. Определение сопротивления нагрузки транзистора по переменному току
9. Построение сквозной характеристики
10. Определение динамических параметров усилительного каскада
Приложение 1. Схема электрическая принципиальная проектируемого усилительного каскада
Цель данной курсовой работы состоит в закреплении знаний, полученных при изучении дисциплины «Основы схемотехники», в получении опыта разработки и расчета основных характеристик усилительных каскадов, а также в активизации самостоятельной учебной работы, в развитии умений выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и эквивалентные схемы биполярных и полевых транзисторов, получать разностороннее представление о конкретных электронных элементах.
В ходе выполнения курсовой работы для заданного типа транзистора определяются паспортные параметры и статические характеристики, в соответствии со схемой включения и величинами элементов схемы усилительного каскада выбирается положение режима покоя, для которого рассчитываются величины элементов эквивалентных схем транзистора и мало сигнальные параметры транзистора, графоаналитическим методом определяются параметры усилительного каскада.
2. Схема включения активного элемента
4. Напряжение источника питания, E п

6. Номинал резистора в выходной цепи, R н

В соответствии с заданными исходными данными выбираем схему включения с общим эмиттером и с эмиттерной стабилизацией.
Проектируемое устройство основано на биполярном транзисторе КТ208К. Транзистор КТ208К – кремниевый эпитаксиально-планарный p-n-p типа, используемый в усилительных схемах.
1.1. Обратный ток эмиттера (при Uэ= Uэб max), мкА
1.2. Обратный ток коллектора (при U К
= Uкб max) , мкА
1.3. Коэффициент обратной связи по напряжению в режиме малого сигнала
1.4. Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ (при U К
= 1 I к=30 м
A,
f =0,27к Гц
)
1.5. Коэффициент шума, дБ (при U К
= 3 I к=0,2 м
A,
f =1к Гц
)
1.6. Входное сопротивление в режиме малого сигнала в схеме с ОЭ при I э=5 м
A
(при U К
= 5 ,
f =0,27к Гц
)
1.7. Емкость коллекторного перехода, пФ
1.8 Емкость эмитерного перехода, пФ
1.9 Напряжение насыщения коллектор – эмиттер, В
1.10 Напряжение насыщения база – эмиттер, В
1.11 Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ, МГц
1.12. Выходная проводимость в режиме малого сигнала, при х.х в схеме с ОЭ при I э=1 м
A
(при U К
= 5 ,
f =0,27к Гц
)
2.) Максимально допустимые параметры. Гарантируются при температуре окружающей среды Т с
=-60…+125 0
С
2.1. I к
max
– постоянный ток коллектора, мА
2.2. I к и
max
– импульсный ток коллектора, мА при t и
£100 мкс и Q³10
2.3. U к б
max
– постоянное напряжение коллектор-база, В
2.4. U кэ
max
– постоянное напряжение коллектор-эмиттер (при Rб£2 кОм), В
2.5. U эб
max
– постоянное напряжение эмиттер-база, В
2.6. P к
max
– постоянная рассеиваемая мощность, мВт
2.7.Т п мах
- Температура перехода, 0
С
2.8. Допустимая температура окружающей среды, 0
С
С с
- разделительный конденсатор, задерживает постоянную составляющую входного сигнала (это может привести к искажению начального тока смещения);
В нашей схеме используется отрицательная обратная связь по постоянному току. Величина резистора R э
, задающего обратную связь, определяется из условия R э
=[(0,1¸0,3)Е п
]/I э
. Затем выбираем ток делителя I д
протекающий через R 2,
из условия
I д
=[(3¸10)I б
и определим величины резисторов R 1,
R 2,
по следующим соотношениям:
Выходные характеристики используемого транзистора:
Уравнение нагрузочной прямой при выборе схемы с включения биполярного транзистора
Нагрузочную прямую строим по двум точкам:
Выбираем из ряда номинальных значений =430 Ом
Рабочая точка (т.О) выбирается посередине участка нагрузочной прямой в точке пересечения ее с выходной характеристикой (рис.2, прямая АВ).
Входные характеристики используемого транзистора:
Параметры режима покоя: U кэ0
= 16 В, I к0
= 5,5 мА, I б0
=0,03 мА, U бэ0
= 0,63 В.
Стабилизация тока осуществляется за счет последовательной отрицательной обратной связи, которая вводится с помощью резистора R э
. Нежелательная обратная связь по переменному току может быть устранена путем шунтирования резистора R э
конденсатором большой емкости.
Ток делителя I д
, протекающий через R 2
выберем из условия I д
=(3÷10)I б0
, возьмем I д
=10I б0
=0,3 мА
Определим величины резисторов R 1
и R 2
:
Разделительный конденсатор С с
принимаем емкостью 100 мкФ.
Исходя из имеющихся стандартных номиналов резисторов, величину R к
=2,2 кОм, R 1
=82 кОм, R 2
=10 кОм.
1.) Входное сопротивление, измеряемое при коротком замыкании на выходе транзистора, Используя выходные характеристики транзистора (Рис. 4)
2.) Коэффициент передачи по току, измеряемый при коротком замыкании на выходе транзистора, используем входные характеристики транзистора (Рис.5)
3.) Выходная проводимость, измеряемая при холостом ходе на входе транзистора, используем входные характеристики транзистора (Рис. 6)
4.) Коэффициент обратной связи, измеряемый при холостом ходе на входе транзистора:
Для всех типов биполярных транзисторов и рабочих точек принято
(DI б
, DI к
,DU бэ
, DU кэ
– приращения, взятые симметрично относительно рабочей точки О).
Физическая малосигнальная высокочастотная эквивалентная схема биполярного транзистора (схема Джиколетто) представлена на рис. 3.
1. Барьерная ёмкость коллекторного перехода;
2. Выходное сопротивление транзистора;
3. Сопротивление коллекторного перехода;
4. Сопротивление эмиттерного перехода для эмиттерного тока;
5. Сопротивление эмиттерного перехода для базового тока;
6. Распределение сопротивления базы;
7. Диффузионная ёмкость эмиттерного перехода;
8. Собственная постоянная времени транзистора;
1. Граничная частота усиления транзистора в схеме с ОЭ:
2. Предельная частота в схеме с ОЭ:
3. Предельная частота транзистора по крутизне:
Сопротивление нагрузки по переменному току для биполярного транзистора рассчитывается по формуле:
Для построения нагрузочной прямой по переменному току воспользуемся двумя точками:
Нагрузочная прямая по переменному току приведена на рисунке 8 (прямая CD).
Для построения сквозной характеристики воспользуемся нагрузочной прямой по переменному току и выходными характеристиками приведенными на рисунке 8. По точкам пересечения нагрузочной прямой по переменному току с выходными характеристиками строим сквозную характеристику I к
(U бэ
). Точки для построения проходной характеристики (зависимости I к
от U бэ
) представлены в таблице 1, а график зависимости на рисунке 9.
Динамические параметры усилительного каскада определяются для двух величин амплитуды входного сигнала U вх
: U вхн
и U вхн
/2.
1) Коэффициент усиления по напряжению, К u
(отношение установившегося значения напряжения сигнала на выходе усилителя к напряжению сигнала на его входе) определим по формуле
где значение берем на выходной характеристике вблизи рабочей точки;
где значение с учетом обеих полуволн входного сигнала берем равным 2U вхн
; K u
<0, так как фаза равна π.
где значение с учетом обеих полуволн входного сигнала берем равным U вхн
; K u
<0, так как фаза равна π.
2.) Коэффициент усиления по току К i
(отношение установившегося значения тока сигнала в нагрузку к току сигнала на входе) определим по формуле
где значение , берем на выходных характеристиках вблизи рабочей точки (точки E и F на графике);
где значение с учетом обеих полуволн входного сигнала берем равным 2U вхн
;
где значение с учетом обеих полуволн входного сигнала берем равным U вхн
;
3.) Коэффициент усиления по мощности определим по формуле
4.) Коэффициент нелинейных искажений (коэффициент гармоник).
Нелинейные искажения - это изменения формы колебания, обусловленные кривизной характеристик транзисторов, диодов, магнитопроводов, полупроводниковых конденсаторов, микросхем и др. элементов. Параметры нелинейных элементов зависят от воздействующего на них тока или напряжения. Отличительным признаком нелинейных искажений является то, что им подвержено даже гармоническое колебание. На этом основана их простейшая количественная оценка с помощью коэффициента гармоник. Если на вход усилителя подать чисто гармоническое напряжение, то на выходе получим не только его первую гармонику, но и высшие.
Коэффициентом гармоник называется отношение эффективного (действующего), значения суммы высших гармоник выходного напряжения к эффективному значению первой его гармоники, вычисляется по формуле.
где - действующие напряжения отдельных гармоник выходного напряжения.
Этот коэффициент можно определить по сквозной характеристике (метод Клина), который позволяет учесть влияние второй и третьей гармоники выходного сигнала по формуле:
где - коэффициенты второй и третьей гармоники, определяются графически.
Для этого на сквозной характеристике, рис. 5, отмечают пять точек, соответствующих: точке покоя, наибольшей амплитуде входного сигнала, половине наибольшей амплитуды сигнала (с учетом обеих полуволн). Значения переменных а, в и с определяются графически по рис 5.
В ходе выполнения курсовой работы были изучены характеристики и параметры биполярного транзистора, схема включения транзистора в качестве активного элемента усилителя, схема замещения транзистора и ее параметры. Рассчитаны динамические параметры каскада для двух значений амплитуды входного сигнала. Выяснено, что коэффициенты гармоник и степень нелинейных искажений существенно зависят от амплитуды входного сигнала (при уменьшении амплитуды искажения уменьшаются).
1. Елфимов В.И., Устыленко Н.С. Электронные твердотельные приборы и микроэлектроника. Методические указания к выполнению курсовой работы. Екатеринбург: УрКСИ, 1998.
2. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник. / Под ред. Б. Л. Перельмана. М.: Радио и связь, 1982.
3. Цыкина А.В. Электронные усилители. Учеб. пособие для техникумов связи, 2-е изд., доп. и перераб. М.: Радио и связь, 1982.

Название: Расчет усилителей на биполярных транзисторах
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: курсовая работа
Добавлен 03:00:15 05 декабря 2010 Похожие работы
Просмотров: 691
Комментариев: 11
Оценило: 0 человек
Средний балл: 0
Оценка: неизвестно   Скачать

Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Курсовая работа: Расчет усилителей на биполярных транзисторах
Реферат по теме Русская культура XIXв. и ее вклад в мировую культуру
Курсовая работа по теме Российские ТНК: формирование и деятельность
Реферат по теме Предупреждение преступности несовершеннолетних
Доклад: Русская музыка
Курсовая работа по теме Право иностранцев на промышленную собственность в России
Сочинение На Тему Ростовская Область 10 Предложений
Реферат: Роль и значение коммуникации в управление
Реферат: Гермиян
Реферат На Тему Теория Происхождения Языка
Курсовая Работа На Тему Рентабельность:Методы Расчета И Система Оценки На Предприятии
Курсовая работа по теме Соціологічний аналіз молодіжної наркоманії в Україні
Что Такое Справедливость Сочинение Рассуждение
Курсовая Работа Естественные Монополии И Их Роль В Экономике России
Дипломная работа по теме Дослідження технології очищення води методом озонування, розрахунок матеріального балансу процесу
Реферат по теме Индустриализация эпохи Петра І
Скачать Реферат Информационные Технологии
Курсовая Работа На Тему Половой Отбор
Аудит Персонала Реферат
Конан Дойль Собрание Сочинений Скачать
Решение Контрольной Работы Номер 2
Реферат: Компенсация потери экологического равновесия
Реферат: В.А.Моцарт - Биография и анализ творчества
Доклад: Проведение хроматографического анализа в условиях не полностью разделенных пиков