Б.4.4 Расчет требуемого режима транзистора аналитическим методом

Б.4.4.1 Найдем координаты рабочей точки транзистора без использования его вольтамперных характеристик. Типичная схема оконечного каскада приведена на рисунке 3.4 (п. 3.4.1 пособия).

Б.4.4.2 Если требуется согласование выхода ШУ с нагрузкой, то задается сопротивление в цепи коллектора примерно равным величине

Для несогласованной нагрузки

В нашем случае R_н= 300 Ом, тогда

Б.4.4.3 Как правило, задаются приблизительно потенциалом на эмиттере, т.е. падением напряжения на R_Э (либо на R_э+ R _ос , если R_ос присутствует в схеме)

Б.4.4.4 Затем определяется эквивалентное сопротивление нагрузки

Б.4.4.5 Далее определяются требуемые токи покоя коллектора I_кП и базы I_бП в рабочей точке транзистора с коэффициентом (1,1…1,2). Для линейного ШУ I_кП , I_бП (рисунок 3.7 а) будут равны

I_kП, I_бП, – соответственно токи коллектора и базы в рабочей точке (точке покоя);

U_выхmax – максимальное выходное напряжение, определяемое по динамической характеристике.

Б.4.4.6 Если на данный транзистор имеются ВАХ, то статическая нагрузочная прямая (по постоянному току) в выходной цепи при необходимости может быть определена графоаналитическим способом по графику выходных ВАХ I_k=f(U_кэ ) и из уравнений

≈ ≈Еп при Ik=0; Ik= при Uкэ=0.

Б.4.4.7 Динамическая нагрузочная прямая (по переменному току) находится при необходимости графоаналитическим способом по двум точкам - точке покоя и точке, определяемой через заданное (небольшое произвольное) приращение D U_кэ относительно U_кП и вычисленное значение D I_к по формуле

Б.4.4.8 Напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке для ШУ находится из выражения (см. рисунок 3.7 а)

где U_н - напряжение начального нелинейного участка выходных статических характеристик транзистора, обычно для биполярных транзисторов U_н=(1...2) В. В нашем примере

Учитывая для U_кП необходимый запас на температурную нестабильность (обычно не более 10...20 %), определяется напряжение коллектор-эмиттер в точке покоя

В.

Б.4.4.9 Постоянная мощность, рассеиваемая на коллекторе не должна превышать предельного значения, взятого из справочных данных на транзистор

Б.4.4.10 Требуемое значение напряжения источника питания Е_п для рассмотренного выше случая равно

где U_Rk - падение напряжения на коллекторном сопротивлении R_k ,

U_Rk =I_кП R_к .

Напряжение источника питания не должно превышать предельно допустимо значения U_кэдоп для данного транзистора и должно соответствовать рекомендованному ряду.

Из указанных соображений выбираем напряжение питания немного меньше расчетного Е_п=20 В.

Б.4.4.11 Статическая нагрузочная прямая и рабочая точка по постоянному току во входной цепи может быть вычислена при необходимости графоаналитическим способом по графику I_б=f(U_бэ) при наличиивходных ВАХ и из уравнений ( рисунок 3.6)

IбП = IkП/h2 1 при Iб=0; Iб= при Uбэ=0,

где Е_смб, R_б – параметры эквивалентного генератора в цепи базы, определяемые из выражений

; .