Быстрый поиск

Реферат: Усилитель широкополосный

Для расчета используем параметры из задания: Rн=50 Ом, , сопротивление коллекторной цепи возьмем равной Rк = Rн = 50 Ом.

Принципиальная схема каскада приведена на рис. 3.1,а, эквивалентная схема по переменному току на рис. 3.1,б.

а) б)

Рисунок 3.1 – Принципиальная и эквивалентная схемы резистивного каскада

1) Найдем ток и напряжение в рабочей точке:

, (3.1)

где - напряжение рабочей точки или постоянное напряжение на переходе коллектор эмиттер;

- напряжение на выходе усилителя;

- остаточное напряжение на транзисторе.

2) Найдем сопротивление нагрузки по сигналу:

(3.2)

3) Постоянный ток коллектора:

, (3.3)

где - постоянная составляющая тока коллектора;

- сопротивление нагрузки по сигналу.

4) Выходная мощность усилителя равна:

(3.4)

5) Напряжение источника питания равно:

(3.5)

6) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора равна:

(3.6)

7) Мощность, потребляемая от источника питания:

(3.7)

8) КПД: (3.8)

3.1.2 Расчёт дроссельного каскада

В дроссельном каскаде в цепи коллектора вместо сопротивления используется индуктивность, которая не рассеивает мощность и требует меньшее напряжение питания, поэтому у этого каскада выше КПД.

Используем требуемые параметры задания: Rн=50 Ом, .

Принципиальная схема дроссельного каскада по переменному току изображена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2-Схема дроссельного каскада по переменному току.

1) Найдем напряжение в рабочей точке:

(3.9)

2) Постоянный ток коллектора:

(3.10)

3) Выходная мощность усилителя:

(3.11)

4) Напряжение источника питания равно:

(3.12)

5) Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

(3.13)

6) Мощность, потребляемая от источника питания:

(3.14)

7) КПД: (3.15)

Таблица 3.1 - Характеристики вариантов схем коллекторной цепи.

	Еп,В	Iко,А	,Вт	Uкэо,В	,Вт	,Вт	,%
Резистивный каскад	17	0,22	3,74	6	0,25	1,32	6,685
Дроссельный каскад	11,5	0,11	1,265	6	0,25	0,66	19,763

Из рассмотренных вариантов схем питания усилителя видно, что лучше выбрать дроссельный каскад.

3.2 Выбор транзистора

Выбор транзистора для оконечного каскада осуществляется с учетом следующих предельных параметров:

1) Граничной частоты усиления транзистора по току в схеме с ОЭ:

, (3.16)

где из технического задания.

Найдем граничную частоту усиления транзистора по току в схеме с ОЭ:

(3.17)

2) Предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер:

(3.18)

3) Предельно допустимого тока коллектора:

(3.19)

4) Допустимая мощность, рассеиваемая на коллекторе:

(3.20)

Тип проводимости транзистора может быть любой для ШУ.

Анализируя требуемые параметры, выбираем транзистор КТ913А.

Это кремниевый эпитаксиально-планарный n-p-n генераторный сверхвысокочастотный.

Предназначенный для работы в схемах усиления мощности, генерирования, умножения частоты в диапазоне 200 – 1000 МГц в режимах с отсечкой коллекторного тока.

Выпускается в герметичном металлокерамическом корпусе с полосковыми выводами.

Основные параметры транзистора:

1) Граничная частота коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

fГ =900 МГц;

2) Постоянная времени цепи обратной связи:

τс=18пс;

3) Емкость коллекторного перехода при Uкб=28В:

Ск=7пФ;

4) Емкость эмиттерного перехода:

Cэ=40пФ;

5) Максимально допустимое напряжение на переходе К-Э:

Uкэ max = 55В;

6) Максимально допустимый ток коллектора:

Iк max = 0,5А;

Выберем следующие параметры рабочей точки:

Т.к. транзистор хорошо работает только начиная с 6В то примем .

3.3 Расчёт и выбор схемы термостабилизации

Существует несколько вариантов схем термостабилизации. Их использование зависит от мощности каскада и от того, насколько жёсткие требования предъявляются к температурной стабильности каскада. В данной работе рассмотрены три схемы термостабилизации: эмиттерная, пассивная коллекторная, и активная коллекторная. Рассчитаем все три схемы, а затем определимся с выбором конкретной схемы стабилизации.

3.3.1 Эмиттерная термостабилизация

Эмиттерная термостабилизация широко используется в маломощных каскадах, так как потери мощности в ней при этом не значительны и её простота исполнения вполне их компенсирует, а также она хорошо стабилизирует ток коллектора в широком диапазоне температур при напряжении на эмиттере более 5В.