Ордена Трудового Красного Знамени федеральное

государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Московский Технический Университет Связи и

Информатики» (МТУСИ)

Кафедра радиооборудования и схемотехники

Отчёт по Курсовой работе

по дисциплине «Схемотехника»

На тему: «Расчет двухкаскадного усилителя на биполярных транзисторах

Выполнил:

Студент группы БРТ-2102

Епифанов Георгий Юрьевич

Проверил:

Ассистент Микенин А.Э

Москва 2023 г.

Содержание

1. Введение 3

2. Цель работы 4

3. Схема двухкаскадного усилителя 4

4. Расчет выходного каскада 4-5

4. Расчет каскада предварительного усиления 5-6

5. Моделирование работы усилителя 7-8

6. Заключение 9

7. Список литературы 10

1. Введение

Усилитель — элемент системы управления (или регистрации и контроля), предназначенный для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника, или за счёт уменьшения других характеристик входного сигнала (под термином «сигнал» здесь и далее понимается любое явление (или процесс), характеристики которого необходимо увеличить)

В данной работе представлен двухкаскадный усилитель на биполярных транзисторах.

Усилительным транзисторным каскадом принято называть транзистор с резисторами, конденсаторами и другими деталями, которые обеспечивают ему условия работы как усилителя. Для громкого воспроизведения колебаний звуковой частоты транзисторный усилитель должен быть минимум двух - трехкаскадным.

Двухкаскадными усилителями обычно называют усилители, состоящие из двух усилительных элементов, связанных между собой внешними соединительными цепями. Поскольку каждый усилительный элемент можно включить по меньшей мере тремя способами, то число соединений двух усилительных элементов может быть достаточно большим.

В последнее время широко применяются двухкаскадные усилители с непосредственной связью между транзисторами. Такие усилители применяются в качестве входных усилителей низкой частоты, в качестве антенных усилителей телевизионного сигнала и др. В этих усилителях обеспечивается температурная стабилизация режима обоих транзисторов.

Двухкаскадный усилитель дает возможность реализовать значительное усиление тока и мощности управляемых сигналов.

Цель работы: Построить схему двухкаскадного усилителя на биполярных транзисторах, рассчитать его параметры и номиналы элементов

1. Схема двухкаскадного усилителя.

Рисунок 1 – Заданная для расчета схема с рассчитанными номиналами

2. Расчет выходного каскада

Дано:

E_пит = 24 В

Комплементарная пара транзисторов: КТ818; КТ819.

У выбранных транзисторов: h_21Э = 20

Нижнюю частоту среза: f_ср = 20 Гц

Нагрузку берем равной: R_н = 8 Ом

Тогда, сопротивление и емкость в нагрузке будут равны:

R_н1каск = 8*20=160 Ом

C_р2 = 1/2PI*R_н*f_ср = 1000мкФ

3. Расчет каскада предварительного усиления:

Выбран транзистор: КТ503Б(n-p-n)

U_КЭ0гр = 25 В (E_max > E_пит)

h_21Э = 80..240

U_{КЭнасыщ} = 0.6 В

I_kmax = 150 мА

Рисунок 2 –Технические характеристики транзистора КТ503Б

Найдем токи:

I_k0 = ½* I_kmax = 75мА

Ёмкость и сопротивление для цепи эмиттера:

U_э = 0.1E_п = 2.4 В

R_э = U_э/ I_k0 = 32 Ом (33Ом согласно ряду Е24) сопротивление для цепи эмиттера

– ёмкость для цепи эмиттера

I_б0 = I_k0 / h_21Э = 938 мкА ≈ 1мА - ток на базу транзистора

I_д = 10 I_б0 = 9.38 мА ≈ 10мА

U_бэ = 2.4+0.6 = 3 В

R_д2 = 330.5 ≈ 330 Ом - сопротивление делителя напряжения

R_д1 = 2228.1 ≈ 2.2кОм - сопротивление делителя напряжения

Теперь можем рассчитать сопротивление для цепи коллектора:

2 диода: 1N456 (кремниевый)

К ним в параллель поставим конденсатор C_см = 1000 мкФ

4. Полученные результаты в программе Micro-cap

Рисунок 3 – Временной график напряжений на входе и выходе схемы при U_вх=0.05В

Был получен коэффициент усиления по напряжению Ku = 112

Рисунок 4 – график нелинейных искажений

Мощность усилителя при нагрузке 8 Ом равна 5.5²/8 = 3.8 Вт

6. Заключение

В данной курсовой работе был построен двухкаскадный усилитель на биполярных транзисторах, выбран транзистор каскада предварительного усиления, рассчитаны его параметры, такие как: напряжение эмиттера, сопротивление эмиттера, емкость эмиттера.

Основываясь на рассчитанных и заданных параметрах были рассчитаны сопротивления делителя и ток делителя, а также емкость смещения.

Графики из системы схемотехнического моделирования Micro – CAP 11 доказывают работоспособность данной схемы.

Построенный усилитель имеет коэффициент усиления - 112, работает почти во всем спектре частот 20Гц – 20кГц, практически не имеет большого количества нелинейных искажений

7. Список литературы

1. Логвинов, В.В. Схемотехника телекоммуникационных устройств, радиоприемные устройства систем мобил. и стацион. радиосвязи, теория электрических цепей / В.В. Логвинов и др. - М.: Солон-пресс. - 2013.

2. Титце, У. Полупроводниковая схемотехника: справочное руководство / У. Титце, К. Шенк. - М.: Мир. - 1982.

3. Головин О.В., Кубицкий А.А. Электронные усилители. Радио и связь М. - 1988.

4. Цыкин Г.С. Усилители электрических сигналов. М., Массовая радио библиотека. - 1962г.