Abstract feszültségű bipoláris tranzisztor - a bank kivonatok, esszék, beszámolók,
Magyar Földművelésügyi
Szövetségi állam oktatási felsőoktatási intézmény
„Kurszk Állami Mezőgazdasági Akadémia névadója professzor II Ivanov "
A Tanszék Villamosmérnöki és MF
fegyelem „Általános Elektrotechnikai és Elektronikai”
A speciális 110302 - „villamosítása és automatizálása mezőgazdaság”
A téma: Teljesítmény feszültség bipoláris tranzisztor
Egy diák a levelezés osztály
3 alkalommal 4 csoportok
Meg kell számítani a paramétereket a áramköri elemek (az ellenállás a ellenállások és kondenzátorok), a felső határ fB frekvenciája konstrukciót feszültségeket és áramokat a diagramon a különböző áramköri kapcsolatok (belépő a bázis és a kollektor áramkörök a terhelés).
1. leírása kaszkádkapcsolás
Az erősítő által épített a közös-emitter. Ábra. 1. ábra egy diagram, az erősítő tranzisztor típusú N-p-n. Statikus üzemmódban (stacionárius pont) adja az alap feszültségosztó R1, R2 és a teljes ellenállás rs Ros és ellenállások a emitterkapcsolásban, amelyek a termikus kiegyenlítődést nyugalmi kollektor árama miatt a negatív visszacsatolás (OS) DC. Mivel a negatív visszacsatoló áramkör ábra. 1 magas stabilitást a többi pontot és változó paramétereinek a tranzisztor (elsősorban h21e együttható) statikus módban lényegében változatlan marad. Rs ellenállás söntölt kondenzátor Ce elég nagy kapacitású, hogy megszüntesse a hatása az ellenállás váltóárammal. Egy másik elem egy ellenállás Ros DUS nem csak DC hanem az AC csatolt, ami csökkenti az erősítést egy előre meghatározott értéket, stabilitásának javítására a paramétereket a erősítő fokozat.
Ábra. 1 - Diagram egy egyfokozatú erősítő kapacitív csatolás egy bipoláris tranzisztor egy közös emitteres
Csatoló kondenzátorok C1 és C2 végez függetlenítés DC és AC bemeneti erősítő a kapcsolatot áramkörök a jelforrás és a terhelés az erősítő kimenet. C1 kondenzátort párok a bázis áramkör a jelet váltakozóáramú feszültségforrásra, és ugyanabban az időben elszigeteli a DC bemeneti fokozat. A C2 kondenzátor ugyanaz a funkciója tekintetében a kimeneti szakaszban, és a terhelést. Mind a kondenzátor kell egy kellően alacsony impedanciája a jel frekvenciája.
2. kiszámítása DC fokozat
Feszültség Ue.o - teljes feszültségesés a két ellenállás és Roc rs a emitterkapcsolásban, a többi mód lehet egyenlő 10% a tápfeszültség Ui.p. találunk
A fennmaradó részt (90%) a tápfeszültség Ui.p jelöljük Ek.
Feszültség Ek oszlik két területen: az ellenállás Rk és a tranzisztor Uke. Uke feszültség függ az aktuális kollektor Ik:
Uke = Ec - Ik · Rk, (1)
Formula (1) a egyenlete statikus terhelés vonalak (2. ábra). Egy statikus állapot (nyugalmi), a működési pontot jellemzi áramkollektor Ik.o pihenés és a kollektor-emitter feszültség nyugalmi Uke.o. többi O pont található, az statikus terhelés vonalat.
Az viszont, Ik.o nyugalmi kollektor áram függ a bázis tranzisztor árama a következő egyenlet szerint kimeneti jellemzőket:
Ik = Ib + h21e · h22e Uke.
Következésképpen, telepíteni egy statikus módban a ponton O. kell állítani a megfelelő bázis aktuális Ib.o többi, úgy, hogy az O pont metszi vonal statikus terhelés kimeneti jellemző vonal és a bázis aktuális Ib = Ib.o.
Ellenállásosztó R1, R2, hogy a bázis áramkör biztosítja bázist Ib.o nyugalmi áram, amely meghatározza a kívánt nyugalmi pont (Ik.o; Uke.o) statikus módban.
Ábra. 2 - grafikonok statikus és dinamikus terhelés vonalak
Egy változó kollektor aktuális összetevő (.. Ie jel) reaktanciája a C2 kondenzátor kicsi, és így a terheléssel szembeni ellenállás és a kollektor párhuzamosan kapcsolt: Rk.n Rc = Rd ||.
A rezgések a kollektor áram és a kollektor feszültsége kapcsolódó dinamikus terhelés vonalat. amely átmegy a nyugalmi O pont egy nagy szög a tengelyhez képest Uke, mint a statikus:
Uke = Ek.ekv - Ik · Rk.n, (2)
ahol az ekvivalens feszültségforrás
A statikus és dinamikus terhelés vonalak ábrán látható. 2.
Tervezésekor figyelembe ellenállás Rc ≈ 2,5 · Rd és R választott normál érték, áthatva közelében E24 (2. táblázat).
1. táblázat - Jellemző névleges ellenállás értékeket
Elfogadás Rk = 2,5 × RL (k), és válassza ki a normál érték Rk.
Találunk egyenértékű terhelő ellenállás a kollektor kör
Rk.n Rc = Rd = || (k).
A nyugalmi helyzetben a pont (Ik.o; Uke.o) a statikus terhelés, hogy melyik az a vonal grafikon-analitikai módszer, amelynek a kimeneti jellemzőket grafikonok. Ahhoz, hogy a szimmetrikus szempontjából a pozitív és negatív fele-hullámok a kimeneti feszültség oszcillációk többi pontot (Ik.o; Uke.o) kell választani a közepén az aktív rész a dinamikus terhelés vonalat. Tapasztalatból tudjuk ajánlani Uke.o értéke megegyezik a negyedik része Ek. kiválasztása
Ezután kiszámítjuk az áramszedő Ik.o nyugalomban
és az egyenlet a kimeneti áram jellemzőit annak alja egy nyugalmi pont Ib.o
Találunk az EMF egyenértékű forrás
Kiszámítjuk R1 és R2 ellenállás. Base elválasztó R1, R2 kell adnia a szükséges bázist potenciál a többi üzemmódban
és nyugalmi áram bázis
Van egy korlátlan számú pár R1 és R2 értéket, amely kielégíti a fenti feltételeket. Mert nagy címletek ez a rezisztencia kevésbé befolyásolják az ellenállás osztó bemeneti impedanciája a kaszkád, de az alatt a stabilitási szempontból többit. A kis értékei esetén az említett ellenállások kaszkád stabilitása javul, de a hatás a növekvő sönt R1 és R2 ellenállások a bemeneti áramkör. Hogy pontos legyek, akkor válasszon ki egy kompromisszumos állapot:
I2 = 5 · Ib.o. Ezután az aktuális I1 = 6 · Ib.o.
Kiszámoljuk az áram a mag splitter:
Most értékeit felhasználva I1 és I2, ki tudjuk számítani az ellenállás:
ami után a kapott értékeket kerekítve a legközelebbi szabványos címletek.
A teljes ellenállása az ellenállások a emitterkapcsolásban egyenlő
3. Számítási kaszkád AC középkategóriás
Az erősítés a feszültség erősítő fokozat közbenső frekvenciája megegyezik
ahol - a bemeneti ellenállás a tranzisztor.
Ellenállás nélkül ROC a emitterkapcsolásban = h11e és átveheti, amennyire csak lehetséges. Ellenállás Ros növeli a bemeneti ellenállás a tranzisztor:
Rvh.tr.os h11e + = (+ 1 h21e) Ros
és csökkenti a nyereséget. A mennyiség Ros alapján választjuk ki előre meghatározott erősítés.
Bemeneti impedanciája a tranzisztor nélkül környezetvédelmi függ a bázis-terhelési áram:
Ahol = 26 mV = 0,026 V - "termikus kapacitása" (paraméter félvezető).
Találunk a bemeneti ellenállás a tranzisztor visszacsatolás nélkül (k).
Határozza meg a szükséges bemeneti impedanciája tranzisztor NFB az:
Számolja az ellenállást az ellenállás ROC az emitter:
és olyan szabványos par.
Rs = (RS + Ros) - Ros (k).
Kerekítés rs ellenállás szabványos minősítés.
4. számítása szakaszában az alacsony frekvenciájú
Alacsony frekvencia (LF) amplifikációs a színpad csökken miatt hatására a csatoló kondenzátor C1 és C2 és a sönt kondenzátor Ce:
ahol - az időállandó az erősítő basszus.
Az alsó határfrekvencia, ahol az erősítés csökken időben,
Ez határozza meg a időállandóit három áramkör, amelyben kondenzátorok fent említett:
Itt az idő, állandó bemeneti áramkör
ahol Ri - ellenállása a bemeneti szakaszban a befolyása a mögöttes elválasztó
Rvh.tr.os Ri = || R1 || R2;
időállandója a kimenő áramkör
időállandója a emitterkapcsolásban
Kiindulva egy előre meghatározott alsó frekvencia fn az erősítő, meghatározzuk a kívánt mennyiségű konstans τn idő (msec):
Mi határozza meg értéket TN1, TN3 Th2 és. Célszerű, hogy az idő állandók mindhárom láncok azonos:
TN1 = TH2 = tn.e = 3tn (ms).
Kiszámítjuk a bemeneti impedanciája az erősítő:
és megtalálják a kapacitás C1:
C1 kerekítve a legközelebbi szabványos minősítés.
Keresse meg a kapacitás C2:
C2 kerekítve a legközelebbi szabványos minősítés.
Találunk kapacitás Ce:
Se felfelé kell kerekíteni a legközelebbi szabványos minősítés.
Táblázat szabványos névleges kapacitás értékek
Egyre gyakrabban is csökkenti a nyereséget, mint a közepes frekvenciájú tartomány:
ahol TI - időállandója az erősítő a nagyfrekvenciás (HF).
Csökkentve az erősítés az RF két okra vezethető vissza:
csökkenő modulusa hibaáram átviteli koefficiens képest h21E;
a befolyása a kimeneti kapacitás a tranzisztor és a terhelés kapacitív Svyh CH tolatási kimenetén az erősítő áramkör.
Ezért, ti meghatározzuk, és frekvencia tulajdonságaitól a tranzisztor (tekintve DUS) és a parazita kapacitások. Amikor egy nagy terhelés kapacitív ez a fő oka elzáródása frekvencia karakterisztikával az erősítő magas frekvenciákon.
Mi határozza meg az időállandó az erősítő magas frekvenciákon
és megtalálni FB felső frekvencia erősítő, ahol az erősítés csökken időben képest a régióban a közepes frekvenciájú:
6. Építési diagramok a feszültségek és áramok
Mi konstrukció Uke koordinátái; Ik (ábra. 3) dinamikus terhelés vonalat. amely összeköti a feszültségingadozás a kollektor-emitter a kollektor-lengések
Uke = Ek.ekv - Ik · Rk.n
és a kimeneti jellemzőket megfelel egy jelenlegi bázis pihenés
Ik = h21e · Ib.o + h22e · Uke.
többi O pont található a kereszteződésekben a ezeket a sorokat.
A választás amplitúdó Ib.m bázis áram ingadozás.
Készítünk két grafikon a kimeneti jellemzőket a minimális alap jelenlegi
Ib.min = Ib.o - Ib.m
és a maximális bázis áram
Ib.max = Ib.o + Ib.m
Mi határozza meg a dinamikus terhelés a vonal grafikon koordinátáit pont az A, G és V. megállapítást ezt az ütemtervet kollektor áram amplitúdója, és a feszültség amplitúdója a változó összetevője a kollektor: Ik.m és Uke.m = Uvyh.m.
Kiszámítjuk a bemeneti feszültség és az amplitúdó a váltakozó összetevő bázis-emitter feszültség
Uvh.m = Ib.m · Rvh.tr.os;
Dinamikus terhelés vonalak és ábrázolási értékének meghatározásához a kimeneti feszültség amplitúdója Uvyh.m kiszámoljuk a nyereség
és hasonlítsd össze egy előre meghatározott értéket Ku.
Ábrázolása idődiagramok:
bemeneti feszültség Ube kaszkád (t) (egy nulla egyenáramú komponens);
feszültség a emitter csomópontjának UBE (t) (a polaritás és nagyságát az állandó komponens Ube.o);
bázis áram és a kollektor áram (aktuális bármilyen típusú tranzisztor pozitívnak tekintjük);
A kollektor-emitter feszültség (polaritását figyelembe és nagyságát az állandó komponens Uke.o);
kimeneti feszültség a terhelés.
Határozzuk meg a dinamikus terhelés a vonal grafikon pontjainak koordinátáit 1, O és 2. Keresés ezen ütemterv kollektor áram amplitúdója és az amplitúdó a változó összetevője a feszültséget a kollektor:
Ik.m = 0,6 mA; Uke.m = Uvyh.m = 0,9 V.
Ábrán egy olyan idődiagram a bemeneti feszültség Ube kaszkád (t), a feszültség a emitter csomópontjának UBE (t), bázis áram és a kollektor árama, a kollektor-emitter feszültség és a kimeneti feszültség a terhelés.