Особистий блог Blohher'a

Читай Blohher брат

Реклама Google
Популярність сайта і якісний пошук

Расчет усилителя на транзисторе с общим эмитером (по-американски)

Всегда меня мучал вопрос, как же точно и детально рассчитать усилитель на транзисторе, и всегда я находил не понятные мне детали. Вы можете сказать, что был СССР, строил приборы и т. д. Да, но как это делали инженера мы не знаем, а любители возможно в большинстве допускали некоторое колебание параметров и неточностей.

Как гласят наши (пост СССР) инструкции в учебниках, для расчета усилителя необходимо использовать выходную ВАХ транзистора, она выглядит вот так:

Рис 1. входная и выходная ВАХ биполярного транзистора.

Допустим я хочу рассчитать транзистор на UКЭ = 6,7 Вольт, как мне это сделать по такому маленькому, не точному графику? Более точных и больших графиков я не находил и вы не найдете. Из этого следует вывод: чтобы рассчитать усилитель, нужно сначала снять выходные характеристики транзистора!! (вполне возможно инженера при разработке схем так и делали). Я даже попытался построить схему для съема таких характеристик, но забил. Вот фото:

 

   

Фото 1-2. Попытка создать схему тестирования транзистора в режиме общий эмитер для получения ВАХ


А теперь перейдем к американцам, к пиндосам, которых много кто ненавидит. А ненавидят за то - что они лучше нас, и эта статья тому тоже улика. Есть такой автор - Хоровиц, и есть его многотомная книжка - исскуство электроники - Art Of Electronix Хоровіц Рус Том. На странице 119 приводится именно эта схема - как законченная, избавленная от недостатков и практичная (готова к использованию в реальной схеме). Почему Хоровиц считает именно эту схему достойной - нужно прочитать 5 страниц текста и понять. Я же только напишу, что делает каждая деталь в схеме.

Схема включения транзистора по американцу Хоровиц


Для чего нужна каждая деталь:

  1.  R1 & R2 создают рабочее смещение напряжение базы транзистора, чтобы сигнал на выходе шёл по середине всего напряжения. Стабилизация по напряжению.
  2. C1 - чтобы не пропустить постоянный ток в транзистор
  3. RC - чтобы выставить необходимый ток колектора а так же чтобы колекторное напряжение покоя составляло половину напряжения питания
  4. RE - связан с RC, так же играет роль обратной связи (частичная передача выходного сигнала на вход)
  5. R3 - дает температурную стабильность, позволяет изменять коефициент усиления
  6. C2 - дает температурную стабильность, обратную связь по переменному току, значительно увеличивает коэфициент усиления

Константы:

  1. VE = 1V - напряжение на эмитере принимается равным 1 вольту для хорошей температурной стабилизации.
  2. VBE = 0.6V - напряжения перехода база-эмитер приблизительно равно 0,6 вольт.   

Что нам дается:

  1. G - gain - усиление. Во сколько раз нужно усилить сигнал. Желательно выбирать поменьше, так будет меньшие искажения сигнала. Выбирать нужно с учетом транзистора.
  2. V - напряжение питания схемы
  3. fMIN - минимальная частота сигнала

Что мы выбираем:

  1. IQ - ток, который течет через коллектор и эмитер
  2. ß - оно же hFE, характеристика транзистора.

Помните, что мы работает в режиме малых сигналов в этой схеме. Очень часто в инструкциях к транзисторам уже указано рекомендуемое IQ и ß. Впринципе IQ = IC - ток коллектора. Картинка это показывает:

 

Расчет усилителя.

В расчете мы не будем пояснять почему то или иное равняется тому или другому. Для этого в конце будет выложена книга, в которой все описано. Но вы можете задать вопросы в комментариях и я расскажу. 

Формулы:

(R1 на самом деле)

(R2 на самом деле)

Вот эти формулы и решают, какие детали будут в схеме. Редактор формул - latex

Практический пример.

Рассчитаем такой усилитель, с такими параметрами.

  • Питание 18 вольт
  • Частоты 100 Гц - 1 Мгц
  • Коефициент усиления 50
  • Транзистор 2N3904

Посмотреть расчет можно по ссылке (картинка в новом окне)

Обновление 16 Июнь 2014 г. - разработан файл Эксель для расчета быстрого и автоматического. Скачать:  /files/Eberr_Moll.zip

(в архив сунуть не хотел, но загружчик не видит расширения XLS)

 

Проверочная схема. Стрелочками указано, какие параметры мы выбирали. и насколько они совпали в действующей схеме.

 

Осциллограмма. Цветом показано амплитуды сигналов и шкала осциллографа. Из чего можно увидеть, что усиление приблизительно равно 50. Так как выходной сигнал инвертируется, была нажата кнопка (-).

Амплитудно–частотная характеристика (АЧХ):

АЧХ 1Гц - 200Мг (шкала частоты логарифмическая)


 

АЧХ 1Гц - 200Гц (шкала частоты линейная)

 

   


А вот и книга, которую можно скачать и почитать. Странице по книге 106-123, по DJVU-reader (SumatraPDF): 54-62 (их по две на листе) Art Of Electronix Horovic RUS tom 1 .djvu 

Думки відвідувачів

Залишити свою думку »

 
Administrator
13 июня 2012 ; 13:29:38
 
Моя тема на Австралійському форумі щодо проблем з цією схемою Ссылка: www.electro-tech-online.com
Administrator
15 июня 2012 ; 01:51:59
 
Скріпт, що вилітають кортинки глючить! Коли одну кортинку відкрити, а потім спробувати іншу і все. вирізає, удялає. А все через тупі понти розробника! Ну він думав що круто буде, коли одна картинка закривається, інша зразу ж вилітає. А воно - дало тріщину, яку мені тепер шпаклювати!
Света
6 ноября 2013 ; 13:10:50
 
А где же книга?
Адмін_Блоггер
9 апреля 2014 ; 16:47:02
 
Буде вам книга
GMT
14 апреля 2014 ; 10:03:44
 
А есть какой-нибудь материал, в котором показано пошагово как получить малосигнальные параметры по графикам и рассчитать параметры каскада: сопротивления, коэффициенты усиления, граничную частоту?
blohher
15 июня 2014 ; 20:19:54
 
дамп шостої формули 6)\;\: \: r_{3}= \frac{r_{e}\, (r_{c}-g \cdot r_{e})}{g\cdot r_{e}-r_{c}+g \cdot r_{e}}
Артем
29 сентября 2016 ; 10:42:31
 
выываацуц

Залишити коментар

Нік
 
E-mail
 
Сайт
 
Текст
 

 
Blohher - Блог розробника сайтів