Методические указания к курсовому проектированию предварительных каскадов RC-усилителей систем передачи информации
Этот параметр показывает во сколько раз величина сигнала должна быть
больше собственных шумов устройства приведенных ко входу.
Рис. III
Эквивалентная шумовая модель устройства для вычисления отношения сигнал/шум
Обычно, значения этого
параметра лежат в диапазоне 40…60 дБ.
Часть II
Пример расчета
Рассмотрим пример расчета по заданию, номер которого определяется цифрами
363.
Исходные данные:
V1- фотодиод ФДК- 227, используемый
в качестве источника сигнала;
V2-полевой транзистор КП307Г; V3 и V4
–биполярный транзистор КТ382А; Ео=12В –источник питания; R12=1кОм –сопротивление внешней нагрузки;
fн =10 кГц – нижняя граничная частота; fв=2 МГц – верхняя граничная частота.
Цель работы:
Рассчитать
усилитель по схеме, представленной на рис.1.
Рис.21 (1) Принципиальная схема усилителя
В скобках далее
указывается номер рисунка или таблицы, встречавшихся ранее.
I Предварительный расчет по постоянному току
- Расчет цепей питания фотодиода V1
На фотодиод
ФДК-227 имеются следующие справочные параметры:
Рабочее
напряжение — u раб=
-10 В, темновой ток – Iтем= 0.1 мкА, фототок- I1=1
мкА, проходная ёмкость – Сд =1пФ.
Принципиальная
схема цепей питания фотодиода V1 и его типовая вольт-амперная
характеристика приведены на рис.22(4).
а) б)
Рис.22 . Принципиальная схема цепей питания фотодиода а) и его типовая вольт-амперная характеристика б)
Обратное
смещение на фотодиод подается для вывода его в линейную область ВАХ.
Выберем
напряжение анод-катод фотодиода Uак=8В.
Тогда на резисторах (R1+R2)
должно быть падение напряжения , равное Eо
— Uк =12- 8=4 В.
Если
выбрать напряжение на аноде Uа=1В,
то напряжение на катоде Uк=Uа+Uак=1+8=9 В. Теперь вычислим
сопротивления R1и R2.
Так при токе фотодиода I1=1мкА
R1= Uа/I1=1В/1*10 -6
А=1 МОм , R2= (Е —UК
)/I1=(12-9) В/
1*10 -6 А =3МОм
На рис. 4,б
показана точка покоя А с координатами (I1=1мкА,
Uак=8В), из чего следует, что сопротивление
фотодиода постоянному току в этой точке RД=8
Мом.
Сопротивления
резисторов R1,R2
выбираем из номинального ряда (Табл.6).
Табл.6
2. Расчет
по постоянному току каскада на транзисторе V2
Транзистор
КП307Г имеет следующие справочные данные:
Ток стока
начальный – Iс нач=16 мА; Напряжение отсечки
– U отс= — 3В;
Ток утечки
затвора — IУТ.
З=1 нА; Ёмкость затвор-исток
— Cзи = 5 пФ,
Максимальная
крутизна – Sмакс=12 мА/В; Ёмкость проходная
– Сзс =1.5 пФ;
Сопротивление
затвор – исток rзи= UЗИ/ IУТ.З =1В/1нА=100 МОм.
Принципиальная схема каскада на полевом транзисторе V2
по постоянному току представлена на рис.23.
а) б)
Рис. 23 Принципиальная схема по постоянному току каскада V2 а) и типовая вольт- амперная характеристика
полевого транзистора с n-каналом б)
Выберем
напряжение затвор-исток UЗИ ≤ UОТС / 2 = -1В. Тогда ток стока будет
Выберем
напряжение сток-исток UСИ=Е/2=12/2=6 В, а напряжение на истоке UИ = 0.2Е= 0.2*12 = 2.4 В. Тогда напряжение на
стоке UС= UИ+ UСИ =2.4+6=8.4В, а напряжение
на затворе UЗ=UИ+UЗИ=2.
Теперь вычислим
сопротивления резисторов R3=(Е— UЗ)/
Iд2,
где Iд2—ток
делителя. Ток делителя можно определить, зная сопротивление резистора R4. Рассчитаем сопротивление R4 исходя из заданной верхней частоты fв. Так как частота среза входной цепи в области
верхних частот определяется суммарной емкостью С и сопротивлением R4, а частота среза входной цепи должна
быть больше fв, то сопротивление R4
можно определить из неравенства R4≤ 1/(2π fвC).
Находим R4=1/ 2π*2*106*15*10-12=5.6
кОм, где C=15 пФ.
При этом ток
делителя Iд2=
Uз/R4=1.4/5.6=0.25
мА .
R6 = UИ
/IС = 2.4/ 7.1= 0.33 кОм
По номинальному
ряду (Табл.6) R3=43 кОм, R4=5.6
кОм, R5=510 Ом, R6=330
Ом.
3.
Предварительный
расчет каскадов по постоянному току на биполярных транзисторах V3 и V4
Принципиальная схема каскадов V3 и V4
по постоянному току представлена на рис.24
Рис.24. Принципиальная схема каскадов на биполярных транзисторах по постоянному току
Транзистор КТ382А имеет следующие справочные параметры:
-транзистор
биполярный кремниевый;
-UБэ=0.7 В;
— коэффициент
усиления по току минимальный h21 min = 40;
— коэффициент
усиления по току максимальный h21 max=330;
— частота
единичного усиления fт
=1.8 ГГц;
-максимальный
постоянный ток коллектора Iк max=20мА;
-максимальное
напряжение коллектор-эмиттер uкэ
max=15 В;
-постоянная
времени цепи обратной связи τк =15пс;
-ёмкость
коллекторного перехода Ск=2 пФ;
-допустимая
мощность рассеиваемая на коллекторе Pк=100
мВт.
Выберем
токи покоя транзисторов
ТРАНЗИСТОР КТ306А
16 Февраля 2017
Admin
Цоколевка транзистора КТ306А
Обозначение транзистора КТ306А на схемах
На принципиальных схемах транзистор обозначается как буквенным кодом, так и условным графическим. Буквенный код состоит из латинских букв VT и цифры (порядкового номера на схеме). Условное графическое обозначение транзистора КТ306А обычно помещают в кружок, символизирующий его корпус. Короткая черточка с линией от середины символизирует базу, две наклонные линии, проведенные к ее краям под углом 60°, — эмиттер и коллектор. Эмиттер имеет стрелку, направленную от базы.
Характеристики транзистора КТ306А
- Структура n-p-n
- Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-база 15 В
- Максимально допустимое (импульсное) напряжение коллектор-эмиттер 10 В
- Максимально допустимый постоянный(импульсный) ток коллектора 30(50) мА
- Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода (с теплоотводом) 0.15 Вт
- Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером 20-60
- Обратный ток коллектора
- Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером =>300 МГц
- BSх66, BSх67
Аналоги транзистора КТ306А
BSх66, BSх67
Технические характеристики транзисторов КТ306А, КТ306Б, КТ306В, КТ306Г, КТ306Д:
| Типтранзистора | Структура | Предельные значения параметров при Тп=25°С | Значения параметров при Тп=25°С | TПmax | Тmax | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IКmax | IК. И.max | UКЭR max | UКБ0 max | UЭБ0 max | РК max | h21э | UКЭнас. | IКБО | f гp. | КШ | СК | СЭ | ||||
| мА | мА | В | В | В | мВт | В | мкА | МГц | дБ | пФ | пФ | °С | °С | |||
| КТ306А | n-p-n | 30 | 50 | 10 | 15 | 4 | 150 | 20…60 | 0,3 | 0,5 | 300 | 8 | 5 | 4,5 | 150 | -60…+125 |
| КТ306Б | n-p-n | 30 | 50 | 10 | 15 | 4 | 150 | 40…120 | 0,3 | 0,5 | 500 | 8 | 5 | 4,5 | 150 | -60…+125 |
| КТ306В | n-p-n | 30 | 50 | 10 | 15 | 4 | 150 | 20…100 | 0,3 | 0,5 | 300 | 8 | 5 | 4,5 | 150 | -60…+125 |
| КТ306Г | n-p-n | 30 | 50 | 10 | 15 | 4 | 150 | 40…200 | 0,3 | 0,5 | 500 | 8 | 5 | 4,5 | 150 | -60…+125 |
| КТ306Д | n-p-n | 30 | 50 | 10 | 15 | 4 | 150 | 30…150 | 0,3 | 0,5 | 200 | 8 | 5 | 4,5 | 150 | -60…+125 |
Условные обозначения электрических параметров транзисторов:
• IК max — максимально допустимый постоянный ток коллектора транзистора.• IК. И. max — максимально допустимый импульсный ток коллектора транзистора.• UКЭR max — максимальное напряжение между коллектором и эмиттером при заданном токе коллектора и сопротивлении в цепи база-эмиттер.• UКЭ0 max — максимальное напряжение между коллектором и эмиттером транзистора при заданном токе коллектора и токе базы, равным нулю.• UКБ0 max — максимальное напряжение коллектор-база при заданном токе коллектора и токе эмиттера, равным нулю.• UЭБ0 max — максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер-база при токе коллектора, равном нулю. • РК max — максимально допустимая постоянная мощность, рассеивающаяся на коллекторе транзистора.• h21Э — статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора.• h21Э — коэффициент передачи тока биполярного транзистора в режиме малого сигнала в схеме с общим эмиттером.• UКЭ нас. — напряжение насыщения между коллектором и эмиттером транзистора.• IКБО — обратный ток коллектора. Ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттера.• f гр — граничная частота коэффициента передачи тока.• КШ — коэффициент шума транзистора.• СК — емкость коллекторного перехода.• СЭ — емкость коллекторного перехода.• ТП max — максимально допустимая температура перехода.• Т max — максимально допустимая температура окружающей среды.
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|
Кроме диодов
На основе p-n-переходов создан миллиард модификаций диодов. Сюда относятся варикапы, стабилитроны и даже тиристоры. Каждому семейству присущи особенности, с диодами много сходства. Видим три глобальных вида:
- устаревшая сегодня элементная база сравнительно большого размера, явно различимая маркировка, сформированная стандартными буквами, цифрами;
- стеклянные корпусы, снабженные цветовой символикой;
- SMD элементы.
Аналоги подбираются исходя из условий, указанных выше: мощность рассеяния, предельные напряжение, пропускаемый ток.
Любая электронная схема вне зависимости от назначения имеет в своем составе большое количество элементов, которые регулируют и контролируют течение электрического тока по проводам. Именно регулирование напряжения играет важную роль в работе большинства модулей, потому что от этого параметра зависит стабильная и долгая работа цепи.
Для стабилизации входного напряжения на схемы был разработан специальный модуль, который является буквально важнейшей частью многих приборов. Импортные и отечественные стабилитроны используются в схемах с разными параметрами, поэтому имеется различная маркировка диодов на корпусе, что помогает определить и подобрать нужный вариант.
Зарубежные и отечественные аналоги транзистора КТ3102
Наиболее часто для замены КТ3102 используют элементы, приведенные в таблице 1.
| Аналог | VCEO | IC | PC | hFE | fT |
|---|---|---|---|---|---|
| КТ3102 | 50 | 0,2 | 0,25 | 100 | 100 |
| Отечественный | |||||
| КТ611Б | 180 | 0,1 | 3 | 30 | 60 |
| КТ315Б | 20 | 0,1 | 0,15 | 50 | 250 |
| КТ315Г | 35 | 0,1 | 0,15 | 50 | 250 |
| КТ315Е | 35 | 0,1 | 0,15 | 50 | 250 |
| Импорт | |||||
| BC174 | 64 | 0,1 | 0,3 | 125 | 100 |
| 2SA2785 | |||||
| BC546 | 80 | 0,1 | 0,5 | 110 | 300 |
| BC547 | 50 | 0,1 | 0,5 | 110 | 300 |
| BC548 | 30 | 0,1 | 0,5 | 110 | 300 |
| BC549 | 30 | 0,1 | 0,5 | 110 | 200 |
| BC182 | 50 | 0,2 | 0,3 | 120 | 150 |
Таблица 1
Таблица 2 включает перечень элементов, схожих по электрическим параметрам, транзистору КТ3102 конкретной категории.
| Группа | Аналоги | |
|---|---|---|
| Импорт | Отечественные | |
| КТ3102АМ | 2N4123, 2SC1815O, 2SC945O, 2SC945R, BC107AP, BC107АP, BC182A, BC183A, BC237A, BC238A, BC317, BC547A, BC548A, BC550A, BCY59-VII, BCY65-VII, MPS3709, SS9014A | КТ6111А |
| КТ3102БМ | 2N2483 , 2N5210, 2SC1000GTM, 2SC1815, 2SC1815BL, 2SC1815GR, 2SC1815L, 2SC1815Y, 2SC828A, 2SC945G, 2SC945L, 2SC945Y, BC107BP, BC182B, BC182C, BC183B, BC183C, BC184A, BC237B, BC237C, BC318, BC337, BC382B, BC452, BC546B, BC547B, BC547C, BC550B, BC550C, BCY56, BCY59-IX, BCY59-VIII, BCY65-IX, BCY65-VII, BCY79, MPSA09, PN1484, SF132E, SS9014B, SS9014C, SS9014D | КТ3102БМ, КТ3102Г, КТ3102Д, КТ3117Б, КТ6111Б, КТ6111В, КТ6111Г, КТ660А |
| КТ3102ВМ | 2N3711, 2SC454B, 2SC454C, 2SC454D, 2SC458, 2SC458KB, 2SC458KC, 2SC458KD, 2SC828, BC108AP, BC108BP, BC238, BC238A, BC238B, BC238C, BC451, BC548A, BC548B, BC548C, BC549A, BC549B, BC549C, MPS3708, MPS3710, SF131E | |
| КТ3102ГМ | 2SC538, 2SC900, 2SC923, BC108CP, BC183C, BC238C, BC382C, BC547C, BC548C, MPS3711, MPS6571, SF131F, SF132F | |
| КТ3102ДМ | 2N2484, 2N4124, 2N5209, 2SC458LGB, 2SC458LGC, 2SC458LGD, 2SC945, BC109BP, BC184A, BC239B, BC239C, BC383B, BC384B, BC453, BC521, BC521C, BC549A, BC549B, BCY59-X, MPS3707, MPS6512, MPS6513, MPS6514, MPS6515, PN1484 | |
| КТ3102ЕМ | 2N5088, 2N5089, 2N5210, BC109CP, BC184B, BC239C, BC319, BC383C, BC384C, BC549C, BCY57, BFX65, MPS6516, MPS6517 | |
| КТ3102ЖМ | BC239B, MPS6518 | |
| КТ3102ИМ | BC109BP | |
| КТ3102КМ | BC109CP |
Таблица 2