По числовым значения приведенным в таблице 2 рассчитать статический режим работы транзистора КТ312Б, характеристики

По числовым значения приведенным в таблице 2 рассчитать статический режим работы транзистора КТ312Б, характеристики которого даны на рисунках 5-8. Схема каскада приведена на рисунке 4. В таблице даны: положение рабочей точки (UКЭА, IКЭА), напряжение питания каскада (Ek), номинальное значение температуры окружающей среды (Т) интервал изменения температуры (ΔТ), интервал разброса параметров резисторов (δ). Определить номинальные значения резисторов R1,R2,Rk,RЭ, коэффициент температурной нестабильности S, приращение коллекторного тока ΔIk в заданных интервалах температуры и разброса параметров. Вариант UКЭА,B IКЭА, mA Ek,В Т,0С ΔТ,0С δ,% 7 8 15 25 25 +45 ±30 Рисунок 3.1 – схема с ООС по току

Задача расчета транзистора по постоянному току состоит в определении номинальных значений резисторов в схеме, которые задают рабочую точку транзистора.
Рассмотрим схему, представленную на рисунке 3.1.
В данном случае мы должны найти величины сопротивлений Rк, R1, R2, Rэ, а также коэффициент температурной нестабильности S и приращение коллекторного тока ΔIк при заданном диапазоне изменения температуры ΔТ.
Задан стандартный источник питания Ек=25 В, транзистор КТ312Б.
Выберем рабочую точку "А" транзистора с параметрами UкэА=8 В, IкэА=15 мА.
Проводим нагрузочную прямую через точку "А" и через точку с координатами Uкэ=Ек=25 В, Iкэ=0 до пересечения с осью тока.
Рисунок 3.1 – выходные характеристики транзистора КТ312Б
По нагрузочной характеристике находим максимальное значение тока насыщения транзистора. Для рассматриваемого случая оно равно Iкн=23 мА.
Зная ток насыщения транзистора, можем теперь найти величину резистора в цепи коллектора Rк:
(3.1)
Из стандартного ряда Е48 сопротивлений выбираем ближайший номинал
Rк=1070 Ом или 1100 Ом, в зависимости от требований к коэффициенту усиления КU или полосе пропускания.
Если нам необходимо получить максимальный коэффициент усиления К, то нужно выбрать значение коллекторного сопротивления, равное Rк=1100 Ом, если же нам требуется максимальная полоса пропускания, то нужно взять Rк=1070 Ом.
Далее по выходной характеристике транзистора, представленной на рисунке 3.1, определяем ток базы в точке "А" IбА

.
В данном случае он равен: IбА=0,3 мА.
Затем по входной характеристике, представленной на рисунке 3.2, находим значение напряжения на базе в точке "А" UбэА.
Рисунок 3.2 – входные характеристики транзистора КТ312Б
Падение напряжения на базе будет равно: UбэА= 0,44 В.
Ток эмиттера является суммой токов коллектора и базы, т.е.
IэА = IкA + IбА =23 мА + 0,44 мА =23,44 мА.
Составляем уравнение равновесия напряжений по второму правилу Кирхгофа для цепи эмиттер-коллектор:
Eк = IкA ⋅ Rк +Uкэ + IэА ⋅ Rэ (3.2)
Для входной цепи по второму правилу Кирхгофа можно составить два
уравнения равновесия напряжений:
Eк = I1 ⋅ R1 + I2 ⋅ R2 (3.3)
Eк = I1 ⋅ R1 +UбэА +URэ = I1 ⋅ R1 +UбэА + IэА ⋅ Rэ (3.4)
Из уравнений (2) и (3) следует, что
UR2 = I2 ⋅ R2 =URэ +UбэА = IэА ⋅ Rэ +UбэА
Сопротивление Rэ осуществляет отрицательную обратную связь по току (ООС).
Падение напряжения на нем должно быть небольшим, поэтому обычно из практических соображений выбирают URэ ≈ (0,1÷0,3)Ек.
Возьмем в нашем случае URэ = 0,2Ек, тогда из этого условия можно найти значение сопротивления в цепи эмиттера:
Выбираем номинал резистора по стандартному ряду сопротивлений типа МЛТ, равный 215 Ом.
Тогда падение напряжения на эмиттерном сопротивлении будет равно:
Для задания фиксированного напряжения на базе транзистора необходимо, чтобы
UR2 =URэ +Uбэ =5,04 + 0,44 = 5,48 В.
Для расчета сопротивления R2 необходимо знать величину тока I2.
Из практических соображений выбираем значения токов I1 и I2 равными:
I1 = 5 ⋅ IбА = 5 ⋅ 0,3 мА = 1,5 мА,
I2 = I1 − IбА = 1,5 − 0,3 =1,2 мА.
Теперь можем рассчитать величину резистора R2:
Выбираем ближайший номинал из стандартного ряда сопротивлений типа МЛТ, равный R2=4640 Ом