Выбор биполярного транзистора

В исходных данных указаны ток и мощность нагрузки, по которым следует определить конкретный тип и марку транзистора из следующих соображений:

а) Допустимое напряжение между коллектором и эмиттером выбирается на (10-30)% больше напряжения источника питания

где U_{кэ доп} - допустимое напряжение по условиям пробоя р-n-перехода.

б) Максимальный (допустимый) ток коллектора должен быть в (1,5¸2) раза больше тока нагрузки

I_к.доп.³ 2I_нм

где  мА - амплитуда тока нагрузки;

I_к.доп. - допустимое (по условиям нагрева) значение тока коллектора.

В общем случае нужно учитывать значение температуры окружающей среды, в зависимости от которой значение допустимого тока изменяется. В данном расчете предполагается «нормальная» температура окружающей среды + (25¸27)°С.

Вышеперечисленным требованиям удовлетворяет транзистор МП25А. Он имеет следующие параметры:

Uкэм = 40В, Iкм=80мА, Pкм=0,2Вт, (В расчётах ), , , .

Усилительный каскад является элементом некоторой радиотехнической схемы – ко входу усилителя подключается источник сигнала, а к выходу – нагрузка. Для согласования усилителя с названными элементами, а также для анализа работы каскада необходимо знать входное и выходное сопротивление усилителя.

Для выбора режима работы транзистора необходимо знать семейство его выходных характеристик, т.е. зависимость тока коллектора I_к от напряжения эмиттер-коллектор U_эк, для различных фиксированных значений тока базы I_б. Потребуется, также, величина коэффициента передачи тока базы для выбранного транзистора:

β= .

На рис.3 приведено семейство входных и выходных вольтамперных характеристик (ВАХ) транзистора и нагрузочная прямая.

рис.3

Точки пересечения нагрузочной прямой, уравнение которой задаётся выбором E и R_к, определяют постоянные токи и напряжения в схеме для фиксированного тока базы. На рис.3 выбранные величины помечены звёздочками. Точка B носит название рабочей точки. В окрестности этой точки будут происходить изменения напряжений и токов при подаче на вход усилителя переменного сигнала.

Выбор рабочей точки диктуется получением минимальных нелинейных искажений и максимального динамического диапазона усиления входного сигнала.

Величина напряжения источника питания E определяется заданным значением переменной составляющей U_вых. Так как U_вых=U_0вых cosωt, то должно быть E>2 U_0вых. Сверху величина напряжения источника питания ограничивается предельно-допустимым значением U_{кэ max}> E ≥ (2U_0вых+1).