Порядок расчета усилителя

1 Расчет усилителя начинается с расчета выходного каскада, т.е. эмиттерного повторителя.

Вычисляем ток нагрузки

I_Н~ = U_ВЫХ / R_Н (15)

Затем определяем постоянную составляющую тока эмиттера ЭП, который должен превышать ток нагрузки в 2-3 раза I_ЭП-=(2-3)∙ I_Н.

Отсюда сопротивление в цепи эмиттера ЭП составит

R_Э= U_П2 / I_ЭП- (16)

Определяется мощность рассеивания на коллекторе транзистора

P_К =U_КЭ· I_К0, (17)

где можно принять I_К0≈ I_ЭП-.

Выбирается бескорпусной БТ, у которого максимальная мощность рассеивания на коллекторе Р_{К max} больше, чем рассчитанная выше.

По выходным характеристикам транзистора в рабочей точке (РТ) при U_КЭ=U_П1 определяем ток базы. Затем в этой же точке определяем коэффициент передачи тока базы h_21Э= Δ I_К / Δ I_Б , и по входным характеристикам определяем входное сопротивление транзистора

h_11Э=Δ U_БЭ /Δ I_Б.

Из входных характеристик определяем также постоянное напряжение база-эмиттер транзистора U_БЭП-.

Рассчитываем коэффициент передачи ЭП по формуле

, (18)

где R_НЭ=(R_Э ∙ R_Н)/(R_Э+R_Н)

и входное сопротивление по переменному току

R_{ВХ ЭП~}=h_11Э+(h_21Э+1)∙ R_{Н Э}

Напряжение сигнала на входе ЭП должно составлять

U_{ВХ ЭП}= U_ВЫХ/К_{U ЭП}

Переменный входной ток ЭП составляет

(19)

2 Затем рассчитывается ССУ (рис 5).

Ток коллектора I_{К VT2C} источника тока VT_2C (он же ток эмиттера транзистора VT_1C) должен примерно на порядок превышать амплитуду входного переменного тока ЭП I_{ВХ Э~}.

Падение напряжения на резисторе R_4С рекомендуется брать примерно 1/3 от напряжения питания U_П2.

Мощность рассеивания на коллекторе P_{К VT2C} = U_КЭ· I_{К VT2C}.

Выбираем транзистор, у которого Р_{К max} > P_{К VT2C}.

Из выходных характеристик в РТ определяется ток базы транзистора VT_2С. А по входным характеристикам определяем постоянное напряжение база-эмиттер транзистора VT_2С U_БЭ- и h_{11Э VT1C}.

Напряжение U_КЭ дифференциального каскада составляет примерно половину напряжения питания U_П1. А напряжение между коллектором дифференциального усилителя и выходом ЭП (которое равно нулю) составляет

0, 5∙ U_П1= U_{ЭБ VT1С}+ I_{Э VT1С}∙ R_3С + U_{ЭБ ЭП}.

Принимаем, что U_{ЭБ VT1С}= U_{ЭБ VT2С}. Тогда резистор

R_3С = (0, 5∙ U_П1 - U_{ЭБ VT1} -U_{ЭБ ЭП})/ (I_{Э VT1} + I_{Б ЭП})

Коэффициент передачи схемы смещения равен коэффициенту передачи ЭП на транзисторе VT_1C умноженному на коэффициент передачи цепочки R_3С и R_{ВХ ЭП}. Считаем, что сопротивление источника тока транзистор (VT_2C) равно бесконечности. Для определения коэффициента передачи ЭП на транзисторе VT_1C находим h_21Э, и h_11Э.

,

где R_НЭ=R_3C+R_{ВХ ЭП}

Если необходимо увеличить коэффициент передачи, то можно увеличить ток источника тока (VT_2С), это приведет к уменьшению величины резистора R_3С и, следовательно, возрастет K_{U СС}.

R_{ВХ СС}=h_11Э +(h_21Э +1)∙ R_{Н Э}

Для того, что бы использовать один делитель напряжения R_1С и R_2С для источников тока схемы смещения и дифференциального каскада (см. схему рис. 8) берем напряжение на базе транзистора равным U_БVT2C=(0, 6-0, 7)U_П2. Тогда напряжение на резисторе R_4C будет равно U_R4C =U_П2 - U_БVT2C- U_{ЭБ VT1С}. Величина резистора в цепи эмиттера определяется R_4С= U_R4C/(I_КVT2C +I_БVT2С).