Решение. Расчет рабочего режима транзистора ведется так, как это было описано выше в разделе, посвященном теории

Расчет рабочего режима транзистора ведется так, как это было описано выше в разделе, посвященном теории. Учтем то, что во входной цепи транзистора при любой схеме его включения протекает ток. Поэтому для расчета рабочего режима транзистора будет недостаточно одного семейства выходных характеристик, а требуется еще семейство, определяющее режим работы входной цепи.

Заметим, что в справочниках обычно дана одна входная характеристика, так как входные характеристики, снятые при различных выходных напряжениях, расположены близко друг к другу.

Порядок решения задачи следующий. На семействе выходных характеристик строим линию максимально допустимой мощности, используя уравнеиие

= .

Подставляя в него значения U _КЭ, равные, например, -7.5, -10, -15 и -20 В, получаем значения I _К, равные 20, 15, 10 и 7, 5 мА, соответственно. Построенная по этим точкам линия Р _К.макспоказана на рис. 3.

Затем, используя уравнение линии нагрузки

,

на семейство выходных характеристик наносим линию нагрузки. Первая точка этой линии будет соответствовать значениям I _К = 0 и U _КЭ = Е = -10 В. Вторая точка будет иметь координаты: U _КЭ = 0 и I _К = E/R _Н = 10/500 = 20 мА. Точка пересеченяи линии нагрузки с характеристикой, построенной для I _Б = 300 мкА, будет рабочей точкой транзистора (следовательно, I _Б.РТ = 300 мкА). Ей будут соответствовать постоянная составляющая тока коллектора I _К0.РТ = 6 мА и постоянная составляющая напряжения U _КЭ.РТ = -7 В. Амплитуду переменной составляющей тока коллектора определим как среднюю:

= = 3, 5 мкА.

Амплитуда переменного напряжения на нагрузке

= 3, 5× 10^-3× 0, 5× 10³ = 1, 75 В.

Коэффициент усиления по току

= 3, 5× 10^-3 / (0, 2× 10^-3) = 17, 5.

Выходная мощность

= 0, 5× 3, 5× 10^-3× 1, 75 = 3 мВт.

Полная потребляемая мощность в коллекторной цепи

=10× 6× 10^-3 = 60 мВт.

КПД коллекторной цепи

= 0, 05 = 5 %.

Мощность, рассеиваемая на коллекторе постоянной составляющей коллекторного тока,

= 6× 10^-3× 7.

Поскольку эта мощность получилась меньше, чем максимально допустимая мощность Р _К.мах = 150 мВт, то выбранный режим работы транзистора следует считать допустимым.

Далее расчет проводится с использованием семейства входных характеристик (рис. 10, а). Поскольку у биполярных транзисторов вид входных характеристик мало зависит от напряжения между эмиттером и коллектором, в качестве входной рабочей характеристики можно принять одну из статических характеристик, соответствующую, например, напряжению U _КЭ = -5 В. Из графика (рис. 2) находим

= 246 мВ» 0, 25 В.

Из дополнительного построения находим, что амплитуда входного напряжения

= 45 мВ.

Модуль коэффициента усиления по напряжению

=1, 75/0, 045 = 39.

Коэффициент усиления по мощности

= 39× 17, 5 = 690.

Входная мощность

= 0, 5× 0, 2× 10^-3× 45× 10^-3 = 4, 5 мкВт.

Входное сопротивление

= 45× 10^-3/(0, 2× 10^-3) = 225 Ом.

Сопротивление резистора в цепи базы

= = 32, 5 кОм.

Емкость конденсатора С _р определяется из условия

,

где w_н – нижняя граничная частота рабочего частотного диапазона схемы.

По этому условию получаем

= » 90 мкФ.