Расчет каскада по постоянному току

Напряжение Uэ.о – суммарное падение напряжения на двух резисторах Roc и Rэ в цепи эмиттера, в режиме покоя можно принять равным 10% от напряжения источника питания Uи.п. Находим

Uэ.о =

0,1· Uи.п (В).

Остальную часть (90%) напряжения питания Uи.п обозначим Eк.

Eк = 0,9· Uи.п (В).

Напряжение Eк распределяется на двух участках: на резисторе Rк и на транзисторе Uкэ. Напряжение Uкэ зависит от тока коллектора Iк:

Uкэ = Eк – Iк·Rк, (1)

Формула (1) называется уравнением статической линии нагрузки(рис.2). В статическом состоянии (в покое) рабочая точка характеризуется током коллектора покоя Iк.о и напряжением коллектор-эмиттер покоя Uкэ.о. Точка покоя Онаходится на статической линии нагрузки.

В свою очередь, ток коллектора покоя Iк.о зависит от тока базы согласно уравнению выходных характеристик транзистора:

Iк = h21э·Iб + h22э·Uкэ.

Следовательно, чтобы установить статический режим в точке О

, нужно задать соответствующий ток базы покоя Iб.о, так чтобы в точке О

пересеклись линии статической линии нагрузки и выходной характеристики для тока базы Iб = Iб.о.

Резисторный делитель R1, R2 в цепи базы обеспечивает ток базы покоя Iб.о, который задает требуемую точку покоя (Iк.о; Uкэ.о) в статическом режиме.

Рис. 2 - Графики статической и динамической линий нагрузки

Для переменной составляющей тока коллектора (т. е. сигнала) реактивное сопротивление конденсатора С2 мало и поэтому сопротивления нагрузки и коллектора включены параллельно: Rк.н = Rк||Rн.

Колебания тока коллектора и напряжения на коллекторе связаны динамической линией нагрузки

, которая проходит через точку покоя О

под большим углом к оси Uкэ,

чем статическая:

Uкэ = Eк.экв – Iк ·Rк.н, (2)

где напряжение эквивалентного источника

Eк.экв =. (3)

Статическая и динамическая линии нагрузки показаны на рис. 2.

При проектировании принимают сопротивление Rк

2,5·Rн и выбирают стандартный номинал Rк, руководствуясь рядом Е24 (табл.2).

Таблица 1 - Стандартные номинальные значения сопротивлений

1.0

1.1

1.2

1.3

1.5

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

2.7

3.0

3.3

3.6

3.9

4.3

4.7

5.1

5.6

6.2

6.8

7.5

8.2

9.1

Принимаем Rк =

2,5· Rн (кОм) и выбираем стандартный номинал Rк.

Находим эквивалентное сопротивление нагрузки в цепи коллектора

Rк.н = Rк||Rн = (кОм).

Положение точки покоя (Iк.о; Uкэ.о) на статической линии нагрузки удобно определять графо-аналитическим методом, располагая графиками выходных характеристик. Для того, чтобы обеспечить симметричные условия для положительной и отрицательной полуволн колебаний выходного напряжения, точку покоя (Iк.о; Uкэ.о) следует выбирать в середине активного участка динамической линии нагрузки. Из практического опыта можно рекомендовать значение Uкэ.о, равное четвертой части Eк. Выбираем

Uкэ.о = 0,25 Eк.

После этого вычисляем ток коллектора Iк.о в точке покоя

Iк.о (мА)

и из уравнения выходной характеристики ток базы покоя Iб.о в точке покоя

Iб.о (мА).

Найдем э.д.с. эквивалентного источника

Перейти на страницу: 1 2

Другие публикации

Выбор и обоснование среды передачи данных
Среды передачи данных разделяются на две категории. Кабельная среда передачи (носитель) - с центральным проводником, заключенным в пластиковую оболочку. ...

Проектирование удаленного устройства индикации
Широко распространенное семейство микроконтроллеров MCS51, выпускаемое целым рядом фирм-производителей (Intel, Philips, Temic, OKI, Siemens и др.), уже являлось де- ...

Меню

Copyright @2020, TECHsectors.ru.