Тоді вихідний опір струмового дзеркалаДСС2

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Максимальний струм колектора VT7:

(2.33)

Розрахуємо амплітуду змінної напруги на колекторі:

(2.34)

Максимальна напруга між колектором і емітером VT5:

(2.35)

Потужність, що споживається колекторним колом транзистора від джерела живлення:

(2.36)

Потужність, що розсіюється на колекторі VT7:

. (2.37)

Граничну частоту транзистора визначимо так :

(2.38)

2.6 Вибір транзисторів для передкінцевого каскаду

За розрахованими у попередньому розділі (2.5) значеннями:

I_к_max ≥ 15,8мА ;

U_ке_max ≥ 96B;

P_к ≥ 0,96Вт;

f_гр ≥ 100 кГц

обираємо передкінцеві транзистори VT7 та VT10 з максимально можливим коефіцієнтом передачі за струмом.

Таким параметрам відповідають транзистори n - p - n структури КТ815Г. Їхні параметри зведено до таблиці 2.3 [13]:

Таблиця 2.3 Параметри транзисторів передкінцевого каскаду.

Транзистор	КТ815Г
Параметр	КТ815Г
перехід U_ке_max U_бе_max I_к_max P_{к с доп.}_{тепло відводом} U_{ке нас} U_{бе нас} h₂₁_e _m_і_n f_гр C_к	n-p-n 100 В 5 В 1,5 А 10 Вт 0,6-1,2 В 5В > 40 6 МГц 75пФ

2.7 Остаточний розрахунок колекторного кола передкінцевого каскаду.[2]

Була обрана схема передкінцевого каскаду з навантаженням у вигляді джерела стабільного струму, тому необхідно провести уточнення і розрахувати опір навантаження.

Для правильного функціювання схеми потрібно, щоб виконувалась наступна умова: . Це необхідно, щоб транзистор VT 9_ДССзалишався у активній зоні.

Мінімальне значення напруги ДСС.

(2.39)

На практиці

U_ДСС_min ≈ 3...3,5 В,

U_ке ≈ 1 В ,

а решта залишається на U_R₁₄.

R14 та R10 потрібні для симетрії схеми через розкид параметрів і площ кристалів транзисторів струмового дзеркала,

а також для збільшення вихідного опору схеми. Тому обираємо:

U_ДСС= 3,5 В

U_ке = 1 В

U_R_е = 2,5 В

Струм спокою прикінцевого каскаду:

(2.40)

Початковий струм ДСС:

(2.41)

Потужність, що розсіюється на транзисторі VT9 _ДСС:

(2.42)

Потужність розсіювання на транзисторі VT8_ДСС дуже мала, оскільки для нього завжди виконується U_ке_VT₈=U_беVT9, тобто

(2.43)

Вимоги до частотних властивостей транзисторів ДСС:

(2.44)

де

За значеннями Р,І,f,U обираємо для джерела стабільного струму пару транзисторів КТ814Г[13]. Їхні параметри зведено до таблиці 2.4

Таблиця 2.4 Параметри транзисторів струмового дзеркала.

транзистор	КТ814Г
параметр	КТ814Г
перехід U_ке_max U_бе_max I_к_max P_{к с доп. тепло відводом} U_{ке нас} U_{бе нас} h₂₁_e _m_і_n f_гр C_к	n-p-n 100 В 5 В 1,5 А 10 Вт 0,6-1,2 В 5 В > 40 6 МГц 60пФ

Розрахунок опорів резисторів R14, R10 та R17в емітерних колах:

(2.45)

Із стандартного 10% ряду обираємо резистори номіналом по 100 Ом і потужністю 0,125 Вт кожен. Розрахунок потужності резисторів:

(2.46)

Розраховується опір резистора R11:

(2.47)

де U_бе = 0,8 В – напруга зміщення (обрана за ВАХ)

Із стандартного 20% ряду обираємо резистор номіналом 1,8 кОм,

потужністю 2 Вт. Розрахунок потужності резистора:

Розрахунок транзисторної схеми стабілізації

Струм, що протікає крізь подільник R15,R16 вибирається рівним

Розрахуємо опори R15 та R16:

(2.48)

І_ко_VT₁₀ = 10 мА. Тоді:

(2.49)

де U_бе0_VT₅ = 3 B

Із стандартного 20% ряду обираємо змінний резистор номіналом 3,3 кОм,

потужністю 0,125 Вт. Розрахунок потужності резистора:

R15 отримаємо від різниці результату формул (2.48) і (2.49)

R15= 3500-3000=500(Ом) (2.50)

Із стандартного 10% ряду обираємо резистор номіналом 510 Ом,

потужністю 0,125 Вт. Розрахунок потужності резистора:

Знайдемо вихідний опір джерела стабільного струму.

(2.51)

(2.52)

де U_y - потенціал Ерлі =45 (В)

Рисунок 2.4(Знаходження потенціалу Ерлі транзистора КТ814Г )

S_VT₉ – крутизна транзистору:

(2.53)

де φ_t = 25мВ – температурний потенціал

R14 = 100 Ом , тоді:

Розрахуємо коефіцієнт підсилення за напругою передкінцевого каскаду без зворотнього зв`язку.

Вхідний опір двотактного емітерного повторювача:

(2.54)

де r_бе_VT₈ = 13 Ом, тоді

Коефіцієнт підсилення другого каскаду буде:

(2.55)

2.8 Розрахунок базового кола передкінцевого каскаду[2].

Визначимо робочу точку транзистора VT7.

(2.56)

Знайдемо максимальний струм бази VT7:

(2.57)

Визначимо амплітуду змінної складової струму бази:

(2.58)

Визначимо вхідний опір каскаду на VT7:

(2.59)

Амплітуда змінної напруги на вході другого каскаду:

(2.60)

Корисна потужність яку треба подати у базове коло:

(2.61)

2.9 Розрахунок вхідного каскаду[3]

В якості першого каскаду підсилення з напруги був обраний диференційний каскад

Розрахунок колекторного кола вхідного каскаду:

Корисна потужність, що вимагається від першого каскаду, повинна з деяким запасом перевищувати вхідну потужність передкінцевого каскаду:

(2.62)

Амплітуда змінної складової струму колектора:

(2.63)

Для забезпечення режиму А вхідного каскаду стала складова струму колектора повинна бути . Якщо , то обирають

(2.64)

тож

Максимальне значення колекторного струму:

(2.65)

Потужність, що споживатиметься від джерела живлення, практично дорівнює потужності розсіювання на колекторі:

(2.66)

Максимальна напруга між колектором і емітером:

(2.67)

Значення частоти визначається аналогічно другому каскаду:

Розрахунку вище перерахованих параметрів достатньо для вибору пари транзисторів VT1 та VT2. Обираємо кремнієві транзистори КТ209М.[13]

Таблиця 2.5 Параметри транзисторів вхідного каскаду.

Транзистор	КТ209М
Параметр	КТ209М
перехід U_ке_max I_к_max P_к_max U_{ке нас} h₂₁_e _m_і_n f_гр C_к	p-n-p 60 В 0,3 А 0,2 Вт 0.4 В 40 6 МГц 50пФ

Зробімо розрахунок ДСС1 на транзисторах VT5, VT6

Мінімальне значення напруги ДСС1.

(2.68)

Приймаємо:

U_{ДСС 1} =5 В,

U_ке ≈ 1 В ,

а решта залишається на U_R₅.

R5 та R8 потрібні для симетрії схеми через розкид параметрів і площ кристалів транзисторів струмового дзеркала, а також для збільшення вихідного опору схеми. Тому обираємо:

U_ДСС= 5 В

U_ке = 1 В

U_R_е = 2,5 В

Струм спокою прикінцевого каскаду:

(2.69)

Початковий струм ДСС:

(2.70)

Максимальна потужність, що розсіюється на транзисторі VT5 _ДСС:

(2.71)

За значеннями Р,І,U обираємо для джерела стабільного струму VT5, VT6 пару транзисторів КТ3102Б[13]. Їхні параметри зведено до таблиці 2.6

Таблиця 2.6 Параметри транзисторів струмового дзеркала.

транзистор	КТ3102Б
параметр	КТ3102Б
перехід U_ке_max I_к_max P_к h₂₁_e _m_і_n	n-p-n 50 В 0,2 А 0,25Вт 100

Далі розраховуємо R5, R8 у струмовому дзеркалі [3]:

R5= R8 > = 3900 Ом (2.72)

Із стандартного 10% ряду обираємо резистори номіналом 3,9 кОм кожен, потужністю 0.125 Вт. Розрахунок потужності резисторів:

За заданим коефіцієнтом зворотнього зв'язку, наприклад, N=5 розрахуємо опір резисторів R4 та R7 [3]:

R4 = R7 = = 208 Ом (2.73)

Де:

=25мВ - напруга теплового шуму

Із стандартного 2% ряду (щоб зменшити розкид параметрів) обираємо резистори номіналом 210 Ом кожен,

потужністю 0.125 Вт. Розрахунок потужності резисторів:

Для струмового дзеркала ДСС2 на VT3, VT4 оберемо транзистори такі ж як і вхідні, бо в них є запас з потужності, який повністю задовольняє умови.

Задаємося напругою струмового дзеркала - 5В, тоді максимальне припустиме значення R2 та R6 знаходиться на максимальних межах вхідної напруги [3].

(2.74)

Із стандартного 5% ряду обираємо резистори номіналом 4.2 кОм кожен,

потужністю 0.125 Вт. Розрахунок потужності резисторів:

Звідси знаходимо опір резистора R3:

(2.75)

Із стандартного 10% ряду обираємо резистор номіналом 36 кОм ,

потужністю 0.125 Вт. Розрахунок потужності резистора:

Знайдемо вихідний опір транзистора VT6

(2.76)

де U_y - потенціал Ерлі =100 (В)

Рисунок 2.5(Знаходження потенціалу Ерлі транзистора КТ3102Б )

Тоді вихідний опір струмового дзеркалаДСС2

R_Д_CC₂ = + R8 = 50000 + 3900 = 5,39 (кОм) (2.77)

2.10 Розрахунок ланцюга від’ємного зворотнього зв’язку[5].

За допомогою співвідношення (2,76) визначимо коефіцієнт гармонік в підсилювачі без зворотного зв’язку:

(2.78)

де c - коефіцієнт асиметрії вихідних транзисторів, вибирається у межах (0,3…0,5). Тоді:

Задаємося приблизним фактором зворотного зв’язку F = 35дБ (вибрано з метою уникання специфічних динамічних спотворень, які проявляються у вигляді різких перепадів вхідного сигналу).

Знайдемо коефіцієнт гармонік із ВЗЗ:

(2.79)

Опір резистора R18 визначимо так:

(2.80)

Для того, щоб опір не вносив значних змін у роботу кінцевого каскаду, номінал цього опору бажано збільшити. Отже обираємо R18=18 кОм 20% потужністю 0,125 Вт, так як