Расчет усилительного каскада с общим эмиттером
Усилитель с общим эмиттером раньше являлся базовой схемой всех усилительных устройств. В прошлой статье мы с вами говорили о самой простой схеме смещения транзистора. Эта схема рисунок ниже зависит от коэффициента бета , а он в свою очередь зависит от температуры, что не есть хорошо. В результате на выходе схемы могут появиться искажения усиливаемого сигнала.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Расчет усилительного каскада с ОЭ
- Расчет усилительного каскада с общим эмиттером
- М.
С. Родюков РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ
- Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером
- Схема с общим эмиттером (каскад с общим эмиттером)
- Расчет усилительного каскада на транзисторе по схеме с общим эмиттером
- Упрощенный расчет усилительного каскада с общим эмиттером
- Расчет усилителя с общим эмиттером
- 13.5.1. Расчет усилительного каскада с общим эмиттером
- Расчет усилительного каскада на транзисторе по схеме с общим эмиттером
С. Родюков РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Практический расчёт усилителя класса А с общим эмиттером
youtube.com/embed/TKxBynDlHKk» frameborder=»0″ allowfullscreen=»»/>Расчет усилительного каскада с ОЭ
Питание каскада осуществляется от одного источника, напряжением Е к. Требуется провести графоаналитический расчет рабочего режима для схемы, представленной на рис. В приложении представлены входные и выходные характеристики транзистора КТ, указанных в таблице 1, которые необходимы для проведения графоаналитического расчета усилительного каскада. Так как во входной цепи транзистора при любой схеме включения протекает ток, то для расчета рабочего режима транзистора недостаточно одного семейства выходных характеристик, а требуется еще семейство, определяющее режим работы входной цепи.
Следует заметить, что в справочниках обычно дана одна входная характеристика, так как входные характеристики, снятые при различных выходных напряжениях, расположены близко друг к другу. Порядок решения задачи следующий.
На семействе выходных характеристик строится линия максимально допустимой мощности, используя уравнение:.
Построенная по этим точкам линия P K max показана на рис. С помощью найденных параметров определим искомые значения по приближенным формулам. Коэффициент усиления по току:. Дата добавления: ; Просмотров: ; Нарушение авторских прав? Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да Нет. Главная Случайная страница Контакты.
Отключите adBlock!
Расчет усилительного каскада с общим эмиттером
Расчет токов и напряжений для всех элементов схемы усилительного каскада с общим эмиттером с распределенной нагрузкой. Статический и усилительный режим работы транзистора. Основные понятия, назначение элементов и принцип работы усилительного каскада по схеме с общим эмиттером. Порядок расчета транзисторного усилителя, его применение в системах автоматики и радиосхемах. Графоаналитический анализ каскада по постоянному току.
Краткие теоретические сведения об усилителях переменного тока.
Расчёт транзисторного усилительного каскада по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Онлайн калькулятор номиналов элементов различных модификаций.
М. С. Родюков РАСЧЁТ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ
Именно поэтому при приеме на работу и поиске сотрудников основным требованием является знание принципов работы усилителей с ОЭ. Усилитель, каким бы он не был, усилитель аудио, ламповый усилитель или усилитель радиочастоты представляет собой четырехполюсник, у которого два вывода являются входом и два вывода являются выходом. На ней не показаны цепи питания транзистора. В настоящее время схема с общим эмиттером практически не применяется в звуковых усилителях, однако в схемах усилителей телевизионного сигнала, усилителях GSM или других высокочастотных усилителях она находит широкое применение. Для питания транзистора в схеме с общим эмиттером можно использовать два источника питания, однако для этого потребуется два стабилизатора напряжения.
В аппаратуре с батарейным питанием это может быть проблематично, поэтому обычно применяется один источник питания. Для питания усилителя с общим эмиттером может подойти любая из рассмотренных нами схем: схема с фиксированным током базы , схема с фиксированным напряжением на базе , схема с коллекторной стабилизацией , схема с эмиттерной стабилизацией. Рассморим пример схемы усилителя с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией режима работы транзистора.
Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером
Кафедра электротехники и электроники. Расчет усилительного каскада по постоянному току графоаналитическим методом. Выбрать значение напряжения источника питания Eк в пределах 0. Эту величину в дальнейшем, после выбора R к , R э , и U m вых следует скорректировать. I k max , и P k max и обеспечить достаточно протяженный линейный участок переходной характеристики см.
Желаете приобрести контрольную работу по теоретическим основам электротехники отличного качества? Мы напишем для вас абсолютно уникальный, грамотно составленный текст с учетом всех пожеланий по тематике, структуре, стилю написания и форматированию.
Схема с общим эмиттером (каскад с общим эмиттером)
В данной статье расскажем про транзистор. Покажем схемы его подключения и расчёт транзисторного каскада с общим эмиттером. Изобретён в американцами У. Шокли, У. Браттейном и Дж.
Расчет усилительного каскада на транзисторе по схеме с общим эмиттером
By artemnv , March 17, in Школьникам и студентам. Здравствуйте, уважаемые форумчане, помогите с лабораторной работой студенту, необходимо найти рабочую точку транзистора 2N Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Скажем, 5 мА, как на вашей схеме. Базовым током, который тоже течёт через Rэ пренебрегаем, так как он в h31э раз меньше коллекторного. Если будем делать в железе, то берём ближайший реально существующий номинал Ом. Итого — от 12 до 2,4В.
Расчёт транзисторного усилительного каскада по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Онлайн калькулятор номиналов элементов различных модификаций.
Упрощенный расчет усилительного каскада с общим эмиттером
Рассмотрим схему схему включения транзистора с общим эммитером, несколько отличающуюся от рассмотренной ранее.
Эта схема рис 3. Исходим из того, что ограничение выходного сигнала должно быть равномерное.
Расчет усилителя с общим эмиттером
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Электроника от простого к сложному. Урок 7. Каскады транзисторов. (PCBWay)
Усилительный каскад на биполярном транзисторе. Оглавление :: Поиск Техника безопасности :: Помощь. Чтобы спроектировать усилительный каскад на биполярном транзисторе, необходимо понять, какие параметры мы хотим от него получить. Нам нужно задать коэффициент усиления по напряжению каскада, амплитуду входного сигнала, желаемое выходное сопротивление.
Питание каскада осуществляется от одного источника, напряжением Е к. Требуется провести графоаналитический расчет рабочего режима для схемы, представленной на рис.
13.5.1. Расчет усилительного каскада с общим эмиттером
Принципиальная схема каскада представлена на рис.
Выбирается сопротивление R К из следующих соображений. Основным требованием к КПУ является обеспечение высоких коэффициентов усиления, с этой точки зрения R К необходимо выбирать много больше R Н. С другой стороны, от величины R К зависит требуемое Е К каскада. Уравнение выходной цепи каскада по постоянному току имеет вид:.
Расчет усилительного каскада на транзисторе по схеме с общим эмиттером
Провести графоаналитический расчет усилительного каскада на заданном типе транзистора, включенного по схеме с ОЭ, с одним источником питания E К и с температурной стабилизацией рабочего режима. Определить параметры элементов схемы усилительного каскада:. Скачать методичку М.
Расчет усилительного каскада
Состав, основные параметры и виды усилительных каскадов
Определение 1
Усилительный каскад – это элементарная электронная схема, задачей которой является обеспечение усиления полезного сигнала.
В состав простейшего усилительного каскада входят:
- Резистор
- Источник электроэнергии.
- Нелинейный управляемый элемент, в качестве которого может выступать полевой или биполярный транзистор.
Процесс усиления в каскаде основан на преобразовании электрической энергии источника электродвижущей силы в энергию выходного сигнала, благодаря изменению сопротивления управляемого элемента по закону, который задается входным сигналом. К основным параметрам усилительных каскадов относятся коэффициенты усиления по мощности, напряжению, электрическому току. Усилительные каскады могут классифицироваться по нескольким критериям, а именно:
- В зависимости от диапазона усиливаемых частот входных сигналов. По данному признаку усилительные каскады делятся на усилители постоянного тока (используются для усиления сигналов, которые изменяются медленно), высокой частоты (используются для усиления сигналов в диапазоне от десятков килогерц до сотен мегагерц) и низкой частоты (используется для усиления сигналов в области звуковых частот), а также широкополосные усилители (используются для усиления импульсных сигналов) и избирательные усилители (используются для усиления сигналов, находящихся в узком диапазоне).
- По способу включения усилительного элемента. Если в качестве усилительного элемента используется биполярный транзистор, то усилительные каскады делятся на каскады с общим коллектором, базой или эмиттером. В том случае, когда в качестве усилительного элемента применяется полевой транзистор, то усилительные каскады делятся на каскады с общим стоком, базой и истоком.
Определение 2
Полевой транзистор – это трех либо четырех контактное устройство, в котором электрический ток, идущий на два контакта, может регулироваться при помощи электрического поля третьего контакта.
Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе
Основными параметрами, которые биполярных транзисторов являются статический коэффициент передачи электрического тока, показывающий соотношение постоянного тока коллектора к постоянному току базы; максимальная рассеиваемая мощность коллектора; максимально допустимый электрический ток; максимальное напряжение между коллектором и базой, напряжение насыщение эмиттера, предельная частота до которой коэффициент усиления передачи электрического тока больше единицы; максимальное напряжение между эмиттером и коллектором, которое у высоковольтных транзисторов может достигать десятки тысяч вольт.
Предположим, что необходимо рассчитать усилительный каскад на биполярном транзисторе, схема которого изображена на рисунке ниже, учитывая, что коэффициент усиления равен 10, а напряжения источника питания 12 В.
Рисунок 1. Схема биполярного транзистора. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Сначала находим максимальную рассеиваемую мощность, которую сможет рассеять транзистор в окружающую среду. Допустим, что эта мощность равна 150 мВт. Но выжимать полную мощность из него не следует, так как необходимо оставить запас на случай нарушения нормального режима работы, поэтому расчетная мощность может быть определена по следующей формуле:
$Ррас = Рмакс * 0,8 = 120 \ мВт.$
После этого рассчитывается напряжение насыщения коллектор — эмиттера:
$Uкэ = Uпит / 2 = 12 / 2 = 6 \ В$
где, Uпит — напряжение источника питания.
Затем рассчитывается электрический ток коллектора по следующей формуле:
$Ik = Ррас / Uкэ = 20 \ мА$
Из расчетов видно, что половина напряжения падает на коллектор-эмиттере, но еще 50 % должно упасть на резисторах.
В рассматриваемом примере полученные 6 В падают на резисторах Rк и Rэ, таким образом:
$Rk + Rэ = (Uпит / 2) / Ik = 300 \ Ом$
Получается что:
$Rk + Rэ = 300$ А
$Rk = 10Rэ$
Так как:
$Ku = Rk / Rэ, $
Мы можем составить следующую систему уравнений:
$10Rэ + Rэ = 300$
$11Rэ = 300$
$Rэ = 300 / 11 = 27$
Отсюда:
$Rk = 27 * 10 = 270 \ Ом$
Теперь рассчитываем электрический ток базы:
$Iб = Ik / B = 0,14 \ мА$
где, B — измеряемая величина, которая равна 140
Электрический ток делителя, который образуется резисторами Rб и Rбэ подбирается таким образом, чтобы он был в десять раз больше, чем базовый:
$Iдел = 10 * Iб = 10 * 0,14 = 1,4 \ мА$
Напряжение на эмиттере рассчитывается по следующей формуле:
$Uэ = Iк * Rэ = 0,54 \ В$
Расчет напряжения на базе производится следующим образом:
$Uб = Uбэ + Uэ$
в данном случае возьмем падение напряжение на базе-эмиттер равное 0,66 В, то есть среднее, получается:
$Uб = 0,66 + 0,54 = 1,2 \ В$
Теперь, зная значение падения напряжения на базе мы можем рассчитать сопротивление каждого резистора, по схеме ниже
Рисунок 2.
Схема. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Для резистора Rб формула будет иметь следующий вид:
$Rб = U1 / Iдел = 10,8 / (1,4 / 10(-3)) = 7,7 \ кОм$
где, U1 — падение напряжение на Rб
Для Rбэ:
$Rбэ = U2 / Iдел = 1,2 / (1,4/10(-3)) = 860 \ Ом$
ближайшим значение из ряда является 820 Ом
#389 Двухкаскадный усилитель с общим эмиттером
Проектирование двухкаскадного BJT усилителя с общим эмиттером.
Примечания
Включение каскадом двух усилителей с общим эмиттером позволяет добиться высокого коэффициента усиления по напряжению. Возможны приросты напряжения от нескольких сотен до нескольких тысяч.
Я собираюсь попытаться разработать теоретический проект двухкаскадного усилителя класса А, а затем проверить его реальную производительность.
Примите ли
Разработка одноступенчатого усиления ~ 10
| Параметр | Расчетное/техническое значение |
|---|---|
| А (усиление) | 10 |
| Вкк | 9В |
| ICQ | 4 мА |
| Всек | 4,5 В |
| ß (hFE) | 100 — 400 |
| иэ | 1кОм — 10кОм |
| Вбе | 0,7 В |
| РЛ | 2,2 кОм |
Также:
- r’e = hie/hFE = 10 кОм/400 = 25 Ом
Рассчитать сопротивление коллектора + эмиттера для желаемого усиления в точке Q
- Rc + Re = (Vcc — Vceq) / Icq
- Rc + Re = (9–4,5 В)/4 мА = 1,13 кОм
- при условии, что A ≅ Rc/Re
- Re = 1,13 кОм — Rc
- Re = 1,13 кОм/11 = 100 Ом
- Rc = 1,03 кОм, скажем, 1 кОм
Таким образом, с выбранными компонентами теоретический коэффициент усиления составляет 10
Рассчитать комбинированное сопротивление цепи смещения
Базовый ток в точке q
- Ib = 4 мА / 100 = 0,04 мА
Предположим, что ток через группу составляет 10 x Ib, как практическое правило, чтобы обеспечить «жесткое» смещение, т.
Таким образом, суммарное сопротивление = 22,5 кОм
Расчет сопротивления компонентов R1 и R2 схемы смещения
Нижний резистор R2:
напряжение = 0,7 + Ic x Re = 1,1 В
, поэтому R2 = 2,75 кОм скажем, 3 кОм (стандартное значение)
и, следовательно, R1 = 19,5 кОм скажем, 20 кОм (стандартное значение)
Измерение производительности — одноступенчатый
При входном напряжении 0,2 В пик-пик 10 кГц и Re = 100 Ом (без обхода эмиттера), результаты измерений:
- Вход 0,2 В размах
- Пиковое выходное напряжение 1,98 В
- фактическое усиление = 9,9
Заключение: очень близкое к проектному усилению 10, неискаженные характеристики класса А.
Регулировка одноступенчатой конструкции с байпасом
Я решил добавить в конструкцию еще один эмиттерный байпас 100 Ом/100 мкФ по нескольким причинам:
- общий признак таких конструкций
- обеспечивает отрицательную обратную связь для стабилизации изменений транзистора (сигналы переменного тока изменяют сопротивление эмиттера обратно пропорционально входному/выходному дифференциалу, тем самым предотвращая изменения)
- немного снижает коэффициент усиления (поэтому я могу работать с большими входными сигналами в двухкаскадной конфигурации, не выходя за пределы 9В)
Пересчет с этим вариантом.
Характеристики постоянного тока теперь:
- Re = 200 Ом
- А ≅ Rc/Re = 1 кОм/200 Ом = 5
комбинированное базовое сопротивление смещения должно быть = 22,5 кОм
Нижний резистор R2 теперь:
напряжение = 0,7 + Ic x Re = 1,5 В
, поэтому R2 = 3,75 кОм скажем, 3,6 кОм (стандартное значение)
и, следовательно, R1 = 18,9 кОм скажем, 20 кОм (стандартное значение)
Расчет двухступенчатой производительности с нагрузкой RL
С:
- значения компонентов продублированы из одноступенчатого проекта для двух ступеней
- с дополнительным
100 Ом||100 мкФобход эмиттера - и RL = 2,2 кОм
прогнозируемая производительность рассчитывается следующим образом:
Анализ постоянного тока:
- Vb = Vcc*Rb2/(Rb1 + Rb2) = 9 В * 3,6 кОм/(20 кОм + 3,6 кОм) = 1,37 В
- Ve = Vb — 0,7 В = 0,67 В
- Ie = Ve/Re = 0,67 В/(200 Ом) = 3,35 мА
- Ie ≅ Ic
- Vrc = Ic * Rc = 3,35 мА * 1 кОм = 3,35 В
- Vce = Vcc — (Vrc + Ve) = 9 В — (3,35 В + 0,67 В) = 4,98 В
- Isat = Vcc/(Re + Rc) = 9В/(200 Ом + 1 кОм) = 7,5 мА
Второй этап:
- при условии теплового напряжения VT = kT/q = 25 мВ
- r’ej = VT/Ie = 7,5 Ом
- A2 =
Rc||RL/(Re2 + r'ej)=1k||2,2 кОм/(100 Ом + 7,5 Ом)= 6,4 - Rin(база) = β(Re2 + r’ej) = 100(100 Ом + 7,5 Ом) = 10,75 кОм
- Zin =
Rin(основание)||Rb1||Rb2=10,75 кОм||20 кОм||3,6 кОм= 2,38 кОм - A1 =
Rc1||Zin/(Re1 + r'ej)=1 кОм||2,38 кОм/(100 Ом + 7,5 Ом)= 6,55 - Общий прирост A = A1 * A2 = 6,4 * 6,55 = 41,92
Предполагая, что запас составляет, скажем, 7 В пик-пик, входное ограничение будет около 0,17 В пик-пик
перед обрезкой.
Измерение производительности — два этапа
При входном напряжении 0,1 В пик-пик 10 кГц и Re = 200 Ом (с байпасом 100 Ом/100 мкФ), результаты измерений:
- Вход 0,1 В размах
- Пиковое выходное напряжение 3,88 В
- фактическое усиление = 38,8 = 31,8 дБ
- ошибка в расчете теоретического усиления = 7%
Вывод: прогнозируемая производительность очень близка к фактической. И .. У меня есть действующий двухкаскадный усилитель класса А вдобавок с характеристиками, «приблизительными» для проекта.
Производительность с уродливой сборкой
С уродливой сборкой я вижу еще лучшую производительность и улучшенный коэффициент усиления:
- Вход 0,1 В размах
- Пиковое выходное напряжение 4,32 В
- фактическое усиление = 43,2 = 32,71 дБ
- ошибка в расчете теоретического усиления = -3%
Больше выигрыша при «правильной» сборке, на этот раз превышение оценок с небольшим запасом (меньше, чем допуск на компоненты).
При частоте 400 кГц производительность сохраняется:
Строительство
Тестирование на макетной плате:
Тестирование с уродливой сборкой:
Кредиты и ссылки
- Многокаскадные транзисторные усилители The Offset Volt
- Конструкция двухкаскадного усилителя BJT CE
- Электронные принципы Альберта Пола Мальвино
- Многокаскадные транзисторные усилители
- 2N3904 техпаспорт
- .. как упоминалось в моем блоге
Калькулятор проектирования конфигурации с общим эмиттером
BJT — Калькулятор проектирования конфигурации с общим эмиттером  Просто заполните поля ввода ниже в заданном порядке сверху вниз.
Порядок полей
служит пошаговым руководством для процесса проектирования.
Значения базовых резисторов смещения рассчитываются автоматически (с использованием сопротивлений с допуском 5%),
но можно указать пользовательские значения, и они не будут перезаписаны.
После повторения любого значения сопротивления всегда нажимайте кнопку «Рассчитать результаты», чтобы обновить результаты.
Значения слабого сигнала оцениваются в средней полосе, CB (и CE) закорочены.
Усиление слабого сигнала оценивается как VO/VS, а вход/выход
сопротивления оцениваются, как показано на рис. Если байпас CE не используется, коэффициент усиления слабого сигнала составляет примерно RC/RE. | |||
| Выберите рабочее напряжение VCC. Обычно достаточно 9 вольт. | ВКЦ: | вольт | Результаты DC напряжения смещения: AC Входное сопротивление: AC Выходное сопротивление: |
Выберите BJT, который вы хотите использовать, из его технического описания.
найдите текущий коэффициент усиления и поместите его здесь в качестве параметра. | hFE: | константа | |
| Для удобства можно изменить напряжение база-эмиттер, который по умолчанию установлен на 0,65 В. Типичное напряжение VBE составляет 0,55–0,75 В. | ВБЕ: | вольт | |
| Выберите требуемое напряжение смещения коллектора. Обычно напряжение смещения коллектора составляет половину рабочего напряжения VCC. | ВК: | вольт | |
Сопротивление коллектора RC следует выбирать для ограничения тока коллектора до приемлемого уровня.
RC также определяет выходное сопротивление. | RC: | Ом | |
| Выберите эмиттерный резистор RE для обеспечения стабильности смещения. Хорошо иметь VE близким к 0,6 вольта. Значение RE влияет на номинал резистора смещения базы и входной импеданс. | RE: | Ом | |
| Множитель для номиналов базовых резисторов, получаемых на следующем шаге. Слишком большое сопротивление у основания влияет на стабильность смещения. Используйте значения от 4 до 16. | Бх: | константа | |
Используйте кнопку «Рассчитать значения», чтобы вычислить точные значения базовых резисторов.  | |||