Постановка задачи. Рассчитать основные параметры усилительного каскада класса «А» на биполярном транзисторе, в том числе с использованием САПР ADS.

Рассчитать основные параметры усилительного каскада класса «А» на биполярном транзисторе, в том числе с использованием САПР ADS.

Общий вид усилительного каскада со схемой включения транзистора с общим эмиттером приведен на рисунке 7.

Рисунок 7 – Схема усилителя

Параметры усилителя и параметры используемого транзистора приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 – Исходные параметры усилительного каскада

Таблица 2 – Параметры транзисторов

4.2. Анализ по постоянному току (DC – анализ).

Чтобы подготовить задание для проведения анализа статического режима схемы и определить рабочие точки транзистора необходимо:

Разместить в окне схемного редактора контроллер и определить параметры эквивалентной схемы биполярного транзистора в соответствии с вариантом курсовой работы. Разместить пассивные элементы с сосредоточенными параметрами задав номиналы элементов. Присвоить имена тем узлам схемы, в которых необходимо определить напряжение (мощность).

Далее необходимо вывести карту рабочих режимов напряжений и токов в схемном редакторе после моделирования. Карта рабочих режимов представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Результаты расчета карты рабочих режимов

Согласно карте расчётов, ток базы равен I_Б = - 8, 15 мА, ток коллектора равен I_К = -489 мА, ток эмиттера равен I_Э = 497 мА. Рабочая точка транзистора исходя из полученных данных вычисляется по формуле 27.

[27]

Вывод: результаты расчета рабочей точки транзистора совпали с теми что указаны в задании на курсовой проект, а это значит, что схема работает правильно.

4.3. Анализ по переменному току в линейном режиме (AC – анализ)

Для расчета АЧХ и ФЧХ, определения полосы пропускания усилителя необходимо выполнить следующие действия:

Разместить контроллер частотного анализа в окне схемного редактора. Активизировав AC – компоненту, установить начальные и конечные значения частот, а также закон изменения частоты – логарифмический. К входным узлам схемы подключить источник переменного напряжения установив амплитуду, равную 1 В. Далее дать имя выходному узлу и запустить проект на моделирование. Схема представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 – Схема для проведения многосигнального частотного анализа

После моделирования схемы необходимо провести 5-7 расчетов АЧХ (в дБ) при различных значениях сопротивления нагрузки с использованием многовариантного анализа, определив наиболее оптимальное с точки зрения максимума коэффициента передачи на центральной частоте и построить семейство полученных характеристик. Семейство графиков представлено на рисунке 10.

Рисунок 10 – семейство графиков АЧХ и ФЧХ

Вывод: на данных графиках наглядно видно, что при увеличении сопротивления нагрузки коэффициент усиления увеличивается, а полоса пропускания уменьшается так же изменение сопротивления никак не влияет на фазу, но изменяет амплитуду. Полоса пропускания находиться в диапазоне от 4, 7 кГц до 83, 1 кГц. Максимальный коэффициент усиления составил 47, 1 Дб.