Определение сопротивлений и влияние на них емкостей

Сравнивая значения сопротивлений, полученных в результате моделирования с расчётными видно, что результаты как и в предыдущих случаях немного отличаются, но имеют тот же характер. Сопротивление транзистора во всех режимах одинаково. Сопротивление усилителя и сопротивление каскада в режиме с Rэ1=0 уменьшаются, а в режиме с Сэ=0 увеличиваются, по сравнению с номинальным режимом.

Из полученных графиков амплитудно-частотных характеристик сопротивлений видно, что графики сопротивления транзистора при любых режимах остаются одинаковыми. Это объясняется тем, что сопротивление транзистора не зависит от конденсаторов Ср1, Ср2 и Сэ. При низких частотах сопротивление транзистора максимально, а с увеличением частоты уменьшается. Это объясняется наличием в транзисторе паразитной ёмкости , сопротивление которой на низких частотах стремится к бесконечности, а на высоких частотах - к нулю. Так как эта ёмкость очень мала, то уменьшение сопротивления транзистора с ростом частоты происходит медленно.

Сопротивление усилителя определяется сопротивлением транзистора и сопротивлением эмиттерной нагрузки, состоящей из сопротивлений Rэ1 и Rэ2, включенной в параллель с Сэ. В номинальном режиме сопротивление усилителя на низких частотах максимально, т.к. сопротивление Сэ стремится к бесконечности. С увеличением частоты сопротивление усилителя начинает уменьшаться и на низких частотах становится минимальным, что также определяется конденсатором Сэ. В режиме с Rэ1=0 сопротивление усилителя на низких частотах максимально, а с увеличением частоты уменьшается сильнее, по сравнению с номинальным режимом, потому что всё сопротивление определяется сопротивлением Сэ и сопротивлением транзистора, которое определяет ёмкость . В режиме с Сэ=0 сопротивление усилителя определяется сопротивлениями Rэ1 и Rэ2, и сопротивлением транзистора. На низких частотах оно максимально, а с увеличением частоты начинает медленно уменьшаться, так же как сопротивление транзистора. АЧХ сопротивления усилителя в этом режиме схожа с АЧХ транзистора.

Сопротивление каскада определяется сопротивлением разделительного конденсатора Ср1 и сопротивлениями делителя и усилителя, включенными параллельно. В данном случае на разных частотах сопротивление каскада зависит от конденсатора Ср1, стоящего на входе. В номинальном режиме на низких частотах сопротивление каскада максимально, а с увеличением частоты начинает резко уменьшаться и на высоких частотах достигает минимального значения. В режиме с Rэ1=0 сопротивление каскада с увеличением частоты уменьшается быстрее, по сравнению с номинальным режимом, так как определяется сопротивлением транзистора и сопротивлением делителя. В режиме с Сэ=0 сопротивление каскада уже определяется разделительным конденсатором Ср1 и включенными параллельно сопротивлениями делителя и транзистора. В этом случае сопротивление каскада уменьшается медленнее.

В данной работе был произведён расчёт параметров усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером при максимальном использовании параметров транзистора и проведена проверка этих параметров с помощью компьютерного моделирования усилительного каскада в пакете схематического моделирования Micro-Cap.

В результате моделирования были получены значения параметров каскада, немного отличающиеся от рассчитанных. Это связано с тем, что при моделировании использовался не тот транзистор, для которого был произведён расчёт, а его аналог, имеющий сходные параметры. И всё-таки не смотря на это можно сказать, что результаты моделирования подтвердили результаты расчётов, потому что данные моделирования и расчётов имеют одинаковый характер.

В ходе моделирования была произведена проверка режима по постоянному току, проверка нестабильности рабочей точки транзистора в заданном температурном диапазоне. Для трёх режимов были получены графики сигналов на входе и выходе каскада; спектральная диаграмма выходного сигнала, по которой был рассчитан коэффициент гармоник; получена амплитудно-частотная характеристика усилителя, по которой был определён коэффициент усиления и границы полосы пропускания, а также нестабильность коэффициента усиления в том же температурном диапазоне; определены сопротивления транзистора, усилителя, каскада и влияние на них емкостей.

Чтобы усилитель нормально работал в заданном режиме, нужно обеспечить постоянный ток коллектора и постоянное напряжение на нем. Вследствие зависимости от температуры и других факторов, параметры усилительного элемента могут меняться, поэтому необходима стабилизация рабочей точки. Стабилизировать рабочую точку можно введением отрицательной обратной связи, которая создается резистором Rэ.

Другие стьтьи в тему

Разработка системы подводного гидроакустического позиционирования нефтедобывающего комплекса
В последние годы большим спросом стали пользоваться подводные работы с использованием систем подводного гидроакустического позиционирования (ГСП). Данные системы широко применяются при поиске углеводородов, находящихся на морском дне, укладке подводных трубопроводов, обследовании под ...

Разработка измерительного преобразователя
Современная экономика характеризуется широкой интеграцией передовых технологий, в том числе и в области промышленной электроники. Мировая тенденция - тесное сотрудничество разработчиков элементной базы, электронных систем и аппаратуры, т. е. объединение научно-технических потенциал ...