По заданной марке и статическим характеристикам полевого транзистора выполнить графоаналитические расчеты для усилительного каскада с общим истоком (ОИ):
а) записать исходные данные:
марка транзистора КП302А тип транзистора планарные полевые транзисторы с затвором на основе р-n-перехода канал типа n
напряжение источника питания стоковой цепи ЕС = 16 В;
параметры рабочей точки:
значение тока стока при отсутствии входного сигнала IС0= 5 мА;
значение напряжения сток-исток при отсутствии входного сигнала UСИ0 = 10 В.
б) нарисовать электрическую принципиальную схему усилителя с ОИ;
в) нарисовать входную (стоко-затворную) и выходную (стоковую) характеристики полевого транзистора с ОИ;
г) показать рабочую точку (по заданным IС0, UСИ0);
д) рассчитать малосигнальные электрические параметры и построить эквивалентную схему полевого транзистора на низкой частоте;
е) построить линию нагрузки;
ж) построить на характеристиках временные диаграммы токов и напряжений и выявить наличие или отсутствие искажений формы сигнала;
з) для линейного (малоискажающего) режима усиления определить входное сопротивление RВХ и выходное RВЫХ, а также коэффициенты усиления по току КI, по напряжению КU и по мощности КР.
Решение
Электрическая принципиальная схема усилителя с ОИ показана на рис.14.
Рис.14
Входная (стоко-затворная) и выходная (стоковая) характеристики полевого транзистора КП302А с ОИ показаны на рис.15.
Рис.15
Обозначим рабочую точку О на входных и выходных характеристиках (рис.16).
Рис.16
Рассчитаем малосигнальные электрические параметры. В малой окрестности рабочей точки О характеристики можно считать линейными, а транзистор – линейным трёхполюсником для малого сигнала. Основными параметрами такого трёхполюсника являются:
крутизна S=∂Ic∂UзиUc=const≈ΔIcΔUзиΔUc=0;
внутреннее сопротивление Ri=∂Ucu∂IcUз=const≈ΔUcuΔIcΔUз=0;
статический коэффициент усиления μ=∂Uс∂IзIc=const≈ΔUсΔIзΔIс=0.
Эти параметры связаны между собой соотношением μ=S⋅Ri.
Параметры S, Ri, μ зависят от координат точки О, т.е
. от режима. Они определяются из статистических характеристик (рис.17).
По входной характеристике S=ΔIcΔUзиΔUc=0=5-3,31-0,75=6,8∙10-3 А/В,
По выходной характеристике Ri=ΔUcuΔIcΔUз=0=20-2,5(5,2-4,5)∙10-3=25 кОм,
μ=S⋅Ri=6,8∙10-3∙25∙103=170.
Рис.17
Строим эквивалентную схему полевого транзистора на низкой частоте (рис.18).
Рис.18
По заданной рабочей точке транзистора (IС0, UСИ0) и по напряжению источника питания ЕС строим линию нагрузки. Эта процедура аналогична п.3 в задаче 1, только дополнительно требуется определить неизвестную величину из уравнения:
IС0=ЕС-UСИ0RН.
RН=ЕС-UСИ0IС0=16-105∙10-3=1,2 кОм.
На семействе выходных характеристик ордината линии нагрузки при UСИ=0 соответствует точке IС = ЕС / RН = 16/(1,2ꞏ103) =13,3 мА. Абсцисса при IС = 0 соответствует точке UСИ = ЕС = 16 В
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
