Задача 2.1. Расчёт усилителя на полевом транзисторе

Произвести расчёт усилителя переменного напряжения на основе полевого транзистора из задачи 1.3 [1-5]. Исходные данные к задаче: входное напряжение U _вх=0,01 E _c, сопротивление нагрузки R _н=10 кОм, минимальная частота входного напряжения f _min=100 Гц.

Необходимо осуществить расчёт и выбор из стандартного ряда (приложение Б) разделительных емкостей C _p1 и C _p2. Определить коэффициенты усиления по напряжению K _U, по току K _I, входное сопротивление R _вх . Осуществить моделирование работы усилителя в среде Multisim (рисунок 2.1) [10,11].

Пример решения задачи 2.1.

Разделительные конденсаторы рассчитывают по формуле

,

где R – входное и выходное сопротивления усилительного каскада для C_{р 1} и С_{р 2} соответственно.

Входное сопротивление усилительного каскада на полевом транзисторе с управляющим p-n переходом обычно имеет значение порядка нескольких сотен кОм. Выходное сопротивление обычно в десятки раз меньше входного. Полагая R_вх = 100 кОм, а R_вых = 10 кОм, получим C_{р 1} = 0,016 мкФ, C_{р 2} = 0,16 мкФ (с учетом ряда Е24).

Рисунок 2.1 – Модель усилителя переменного напряжения на полевом транзисторе

По результатам моделирования определяем параметры усилителя:

Задача 2.2. Расчёт инвертирующего усилителя на основе операционного усилителя.

Разработать схему инвертирующего усилителя на основе операционного усилителя КР140УД11 [1-5]. Исходные данные к задаче (коэффициент усиления K_U, минимальное входное сопротивление U_{вх min}) приведены в таблице 2.1.

Необходимо осуществить расчёт и выбор из стандартного ряда (приложение Б) сопротивлений усилителя. Определить максимальное входное напряжение синусоидального сигнала U_{вх max}, при котором не будет значительных искажений выходного сигнала. Осуществить моделирование работы усилителя в среде Multisim [10,11].

Таблица 2.1 – Исходные данные к задаче 2.2