Разработать схему электрическую принципиальную и рассчитать элементы схемы источника питания (стабилизатора) и усилителя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчётная работа

По курсу: «Электронные приборы и устройства»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработать схему электрическую  принципиальную и рассчитать элементы схемы источника питания (стабилизатора) и усилителя.

Вариант 11

Источник питания: U_вх. = 16 В; U_вых. = 9 В; I_{н. max} = 0,25 А.

Усилитель: f_н. = 20 кГц; f_в. = 200 кГц; R_вых. = 3 кОм; P_вх. = 10^-4 Вт;

U_вх. = 0,04 В; P_вых. = 0,05 Вт; U_вых. = 0,75 В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт стабилизатора

Подберём стабилитрон  по следующим параметрам:

U_вых. = U_ст. = 9 В; I_{н. max} = I_{ст. max} = 250 мА.

По U_ст. удовлетворяет стабилитрон Д809:

U_ст. = 8~9,5 В; I_{ст. max} = 29 мА.

Так как I_{н. max} >> I_{ст. max} следует применить схему с эмиттерным повторителем

В таком случае

U_ст. = U_вых. + U_бэ = 9 + 0,6 = 9,6 В

Рассчитаем рассеиваемую транзистором мощность:

P = 1,3(U_вх. - U_вых.)I_{н. max} = 1,3(16 – 9) * 0,25 = 2,275 Вт

Подберём транзистор по следующим  параметрам:

P_max > P; U_{кэ max} > U_вх.; I_{к max} > I_{н. max}

Этим параметрам удовлетворяет  транзистор П213:

h₂₁ = 20~50; U_{кэ max} = 40 В; I_{к max} = 5 А; P_max = 11,5 Вт.

Определим ток базы:

Подберём стабилитрон, удовлетворяющий  параметрам:

U_ст. = 9,6 В; I_{ст. max} > I_{б max}

Этим параметрам удовлетворяет  стабилитрон Д810:

U_ст. = 9~10,5 В; I_{ст. max} = 26 мА; I_{ст. min} = 3 мА.

Вычислим сопротивление R_огр.:

Определим мощность рассеивания резистора  R_огр.:

Резистор – МЛТ-0,125

 

 

Расчёт усилителя

Будем использовать однокаскадную  схему с транзистором h_21э > 26,66

Найдём R_к. и R_э.:

R_к. = R_вых. = 3 кОм

Для определения рабочего режима транзистора выберем две крайние точки.

При U_кэ = U_п.; I_к = 0 – транзистор закрыт.

При U_кэ = 0; - транзистор открыт.

Режиму А транзистора  будет соответствовать точка

;

Тогда мощность, выделяющаяся в транзисторе

P = I_кU_кэ = 1,4 * 10^-3 * 4,5 = 6,3 мВт

 

Подберём транзистор по следующим параметрам:

h_21э > 26,66; I_{к max} > 2,8 мА; U_{кэ max} > 9 В; P_max > 6,3 мВт;

f_гр. > h_21эf_в. = 0,2 * 26,66 = 5,33 МГц

Параметрам удовлетворяет  транзистор КТ301А

h_21э = 40~120; I_{к max} = 10 мА; U_{кэ max} = 20 В; P_max = 150 мВт;

f_гр. = 20 МГц

На ВАХ транзистора найденной точке соответствует ток базы I_б = 18 мкА

Рассчитаем характеристики резисторов:

P_Rк. = I_к²R_к. = (1,4 * 10^-3)² * 3000 = 5,88 мВт

P_Rэ. = (I_к + I_б)²R_э. = (1,4 * 10^-3 + 18 * 10^-6)² * 160 = 321 мкВт

I_R2 = 2~5I_б = 5 * 18 = 90 мкА

U_э = (I_к + I_б)R_э. = (1,4 * 10^-3 + 18 * 10^-6) * 160 = 0,22 В

U_б = U_э + U_бэ = 0,22 + 0,6 = 0,82 В

P_R2 = U_бI_R2 = 0,82 * 90 * 10^-6 = 73 мкВт

P_R1 = (U_п. - U_б)(I_R2 + I_б) = (9 – 0,82)(90 + 18) * 10^-6 = 883 мкВт

Рассчитаем конденсаторы:

Входное сопротивление транзисторного каскада

R_{вх. к.} = R_э.h_21э = 160 * 77,7 = 12432 Ом

Входное сопротивление усилителя

C_р. = 1600 пФ

C_э. = 0,051 мкФ

Резисторы – МЛТ-0,125, конденсаторы – КМ

Проверка: