Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром и транзисторного усилителя

МАТИ - Российский Государственный Авиационный Технологический

Университет им. К. Э. Циолковского

Кафедра “Микропроцессорные системы, электроника и электротехника”

Курсовая работа

“Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром и транзисторного усилителя”

по дисциплине “Схемотехника”

Группа: 6ПВК-II-28

Студент: Гаврилин Дмитрий

Вариант: А-4

Выполнил “ “ 199 г.

Сдано на кафедру “ “ 199 г.

Проверил “ “ 199 г.

Группа: 6ПВК-II-28

Студент: Гаврилин Дмитрий

Вариант: А-4

1.1 Расчет полупроводникового выпрямителя с фильтром.

1.2 Расчётная схема согласно варианту:

1.3 Исходные данные согласно варианту:

_>>

Примечание: U_>нср> - среднее напряжение на нагрузке; I_>нср> - средний ток через нагрузку; q_>ф> - коэффициент пульсации выпрямителя с фильтром.

Значения коэффициентов расчета электрических величин.

	Коэффициенты расчета
Вид выпрямителя	К_>1>	К_>2>	К_>3>	К_>4>	m	q
Двухполупериодный	1.57	1.57	1.10	0.80	2.00	0.67

Примечание. К_>1> - коэффициент расчета U_>д>_>max>; К_>2> - коэффициент расчета I_>д>_>max>; К_>3> - коэффициент расчета U_>2>; К_>4> - коэффициент расчета P_>p>; m - номер основной гармоники (гармоники наинизшей частоты) выпрямленного тока; q - коэффициент пульсации выпрямителя без фильтра.

1.4 Расчёт сопротивления нагрузки R_>Н> и средней мощности P_>н>, выделяемой на нагрузке.

_>>

1.5 Расчёт максимального обратного напряжения на диоде U_>д>_>max>и максимального прямого тока через диод I_>д>_>max>.

_>>

1.6 Расчёт действующих значений напряжений на первичной U_>1> и вторичной U_>2> обмотках трансформатора, коэффициента трансформации по напряжению n_>U>, потребляемой мощности трансформатора P_>p>.

_>> _>>

1.7 Расчёт коэффициента фильтрации S_>кф>и ёмкости фильтра С_>ф>.

_>>

1.8 Расчёт постоянной времени _>ф> переходного процесса в фильтре

_>>

1.9 Выбор полупроводникового диода по результатам расчета.

В соответствии с полученными результатами был выбран выпрямительный диод (кремниевый) из «Справочника по электронике»

	Ток, мА	Напряжение, В
Тип выпрямительного диода	максимальный средний выпрямительный I_>вп.ср.>_>ma>, мА	постоянный обратный ток I_>орб>, мА	максимальное постоянное обратное U_>обр.>_>max>, В	постоянное прямое U_>пр>, В	Диапазон рабочих температур
КД202А	*510**³	0.8	35	0.9	-60  +130

1.10 Графики работы выпрямителя с фильтром по расчётным данным в масштабе.

Группа: 6ПВК-II-28

Студент: Гаврилин Дмитрий

Вариант: А-4

2.1 Расчёт транзисторного усилителя

2.2 Расчётная схема транзисторного усилителя .

На схеме обозначены:

U_>п> - постоянное напряжение питания усилителя;

R_>к> - резистор в цепи коллектора;

R_>э> - резистор в цени обратной отрицательной связи по току;

C_>э> - конденсатор, шунтирующий резистор R_>э> по переменному ток;

R_>Б1>,R_>Б2> - резисторы делителя напряжения а цепи базы;

C_>Р1>,C_>Р2> - разделительные конденсаторы в цепях входного и выходного сигналов, соответственно;

R_>н> - резистор нагрузки;

E_>вх> - действующее значение ЭДС источника входного сигнала;

U_>вх> - действующее входное синусоидальное напряжение (входной сигнал);

U_>вых> - действующее выходное синусоидальное напряжение (выходной сигнал);

i_>к> - ток коллектора;

i_>Б> - ток базы;

i_>Э> - ток эмиттера;

i_>н> - ток нагрузки.

2.3 Исходные данные для расчёта согласно варианту.

U_>п>= 20 В (напряжение питания), _>В>= 3^.10⁴ Гц (высшая частота полосы частот усиливаемого сигнала) , I _>км>= 0.03 А; Е_>вх>=0.01 в;

R_>>_>н>= 800 Ом

2.4 Предварительный выбор транзистора по таблице 6.

Используются неравенства

I_>км> < I’ _>км>_>>; U_>п>_>>< U’_>
кэм>_>>; _>в> < _>>_>гр>

(где I_>км> - максимальный ток коллектора транзистора; U_>п> - постоянное напряжение питания усилителя; _>в> - верхняя рабочая частота усилителя.)

Так как для транзистора КТ-801 , который имеет параметры

I’ _>км> = 2 ; U’_>>_>кэм>_>>=60 ; _>>_>>_>гр> =10⁷, неравенства выполняются , то

выбираем транзистор КТ-801 (0.03 < 2; 20 < 60; 3 ^.10⁴< 10⁷⁾

Значения параметров транзистора

(справочные данные)

Тип

I’_>км>,

U’_>кэм>,

P’_>км>,

Вт

_>r>,

Гц

h_>11>,

Ом

h_>21>,

h_>12>,

h_>22>,

См

КТ801

2.00

5.00

10⁷

100

0.005

10^-1

2.5 Расчет параметров режима покоя

а) Коллекторный ток покоя;

I_>кп>_>>= 0.5 I_>км> = 0.5^.0.03 = 0.015 А

б) Ток покоя базы

_>>

где h _>21> - коэффициент усиления по току из таблицы 6.

в) Ток покоя эмиттера;

I_>ЭП> = I_>КП> + I_>БП> = 0.015 + 0.00025 = 0.01525 А

г) Напряжение покоя эмиттера (эмиттер - масса);

U_>ЭП>= (0.1  0.2) / U_>П>= 0.2 /U_>П>= 0.2 /20 = 0.01 В

д) Напряжение покоя коллектора - эмиттера;

U_>КЭП>=0.5*U_>П> - U_>ЭП>=10-0.01=9.99 В

е) Мощность, выделяемая на транзисторе в режиме покоя(мощность рассеяния);

P_>ТП>=U_>КЭП>*I_>КП>=9.99*0.015=0.149 Вт

2.6 Расчёт цепи R_>Э>, С_>Э> обратной отрицательной связи по постоянному току;

а) Расчёт Rэ (сопротивление резистора в цепи обратной отрицательной связи)

_>>

б) Расчёт Сэ (емкость конденсатора в цепи обратной отрицательной связи)

_>>

2.7 Проверка правильности выбора трансформатора по мощности рассеяния, используя неравенство P_>ТП> < P’_>КМ>_>>(_>>где P’_>КM>=5 Вт из таблицы 6 для транзистора КТ-801, а P_>ТП> = 0.149 из расчетов)

0.149< 5.00

неравенство выполняется следовательно транзистор выбран правильно .

2.8 Расчёт сопротивления R_>K> в цепи коллектора.

2.9 Расчёт сопротивлений R_>Б1>, R_>Б2> делителя напряжения в цепи базы и напряжения смещения U_>БЭП>

R_>б1> = h_>21>^.R_>К>= 60 ^. 1300= 78000 = 78 кОм

R_>б2>  0.25 ^.R_>б1> = 0.25 ^.78000 = 19.5 кОм

_>>

Напряжение смещения на базе

U_>БЭП> = U_>RБ1>- U_>ЭП>= 4 - 0.01 = 3.99 В

2.10 Расчёт коэффициентов усиления усилителя .

а) По напряжению

_>>

где , h_>21>=60 - коэффициент усиления по току транзистора

h_>11>=100 - входное сопротивление транзистора

_>>h_>22>=10^-1- выходная проводимость транзистора из таблицы 6.

б) По току

K _>i>= h_>21>= 60

в) По мощности

_>>

2.11 Расчёт входного R_>ВХ> и выходного R_>ВЫХ> сопротивлений усилителя

_>>

_>> Ом

2.12 Расчёт выходного напряжения

_>>

2.13 Построение входной _>> , выходной _>>

и переходной _>> характеристик в масштабе

2.14 Построение в масштабе временных графиков процесса усиления с использование исходных и расчетных данных и характеристик, построенных в п. 2.10.

При этом _>>

_>>