Исходные данные:
Rн = 270 Ом; Uнm = 2B; RG = 550 Ом; Fн = 20 Гц; Мн = Мв =1,41.
Рассчитаем сопротивление резистора в цепи коллектора транзистора:
Rк = (1 + KR) Rн = (1 + 1,2) 270 = 594 Ом
Выберем номинал сопротивления резистора RK 620 Ом. Определим эквивалентное сопротивление нагрузки каскада:
Найдем амплитуду коллекторного тока
Рассчитаем ток покоя транзистора:
Определим минимальное напряжение коллектор-эмиттер в рабочей точке транзистора:
Uкэп min = Uнm + U0 = 2 + 1 = 3В
т. к. Uкэп min меньше типового значения Uкэп = 5В, принимаем Uкэп = 5В.
Рассчитаем напряжение источника питания:
Выбираем напряжение питания Uп = 20 В
Определяем сопротивление транзистора
номинал резистора Rэ 390 Ом.
Выбираем транзистор КТ315Г:
I к доп =100 мА > I кп = 15 мА
Вычертим выходные и входные характеристики транзистора КТ315Г (рис. 3).
На выходных характеристиках транзистора КТ315Г построим нагрузочную прямую постоянного тока по точкам А, В,
точка А Uкэ = 0,
точка В Uкэ = Uп,
Нанесем рабочую точку С на нагрузочную прямую с координатой Iк = Iкп = 15∙10-3 А, уточним напряжение Uкэ в точке покои
Uкэп=5 В.
Рассчитаем мощность в точке покоя транзистора:
Pкп = Iкп Uкэп = 15.10-3.5 = 75 . 10-3 Вт
Определим наибольшую мощность рассеивания транзистора при максимальной рабочей температуре:
Ркп < Рк max, следовательно, транзистор КТ315Г выбран правильно.
Находим координаты рабочей точки С на входной характеристике транзистора Iбп = 0,2 мА, Uбэп = 0,53 В
Определим ток базового делителяRб1, Rб2.
Iд = (5 ÷ 10) Iбп = 5 * 0,2 * 10 -3 = 1 * 10-3 А
Рассчитаем сопротивление резистора базового делителя:
;
номинал сопротивления резистора Rб 2 6,2 кОм.
Определим сопротивление резистора базового делителя:
номинал резистора Rб1 13 кОм.
Найдем эквивалентное сопротивление базового делителя:
По выходным характеристикам транзистора (рис. 2б) определим h21э в рабочей точке транзистора:
По входным характеристикам (рис. 2а) найдем h11 в рабочей точке:
Найдем входное сопротивление каскада:
Рассчитаем выходное сопротивление каскада:
Rвых ≈ Rк=620 Ом.
Построим на выходных характеристиках транзистора нагрузочную прямую по переменному току, проходящую через рабочую точку С и имеющую наклон:
A/B
Находим амплитуду тока базы по выходным характеристикам:
А
Определим по входным характеристикам амплитуду входного напряжения транзистора:
. В
Определим коэффициент усиления каскада по току:
;
Найдем коэффициент усиления каскада по напряжению:
Рассчитаем коэффициент усиления по мощности:
KP=KIKU = 18,2 * 73,8 = 1349
. Определим амплитуду напряжения источника сигнала:
В
Распределим частотные искажения в области нижних частот, вносимые емкостями конденсаторов Сp1 СР2, Сб1, равномерно между ними:
Рассчитаем емкость разделительного конденсатора:
Ф;
выбираем номинал электролитического конденсатора CP1 20 мкФ.
Определим емкость разделительного конденсатора:
Ф;
выбираем номинал емкость электролитического конденсатора СР2 20мкФ.
Найдем емкость блокировочного конденсатора:
Ф,
выбираем емкость электролитического конденсатора Cб1 100 мкФ.