Politechnika Wrocławska
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki
Projekt z Układów Elektronicznych
Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnego emitera
Projekt wykonał:
Prowadzący:
Maciej Pasierbek
dr inŜ. Czesław Kirczuk
Nr indeksu: 159088
WEMiF Rok III
Termin zajęć:
Środa NP, godz. 09.15
2
Spis treści:
1.
ZałoŜenia techniczne projektu …………………………………………….......… 3
2.
Rozwiązania projektowe realizujące załoŜenia projektowe .………………….… 3
3.
Zasadnicza część projektu ……………………………………………………….. 4
3.1. Wyznaczenie parametrów roboczych dla T=25°C ……………………...………4
3.1.1.
Analiza stałoprądowa ……………………………………………… ………4
3.1.2.
Analiza zmiennoprądowa …………………………………………………..7
3.2.Wyznaczenie parametrów roboczych dla T=50°C ………………………………9
3.2.1.
Analiza stałoprądowa ………………………………………………………9
3.2.2.
Analiza zmiennoprądowa …………………………………………………10
3.3.Wyznaczenie parametrów roboczych po usunięciu C
E
dla T=25°C ……………11
4.
Wnioski …………………………………………………………………………..15
5.
Bibliografia ………………………………………………………………………16
6.
Załączniki ………………………………………………………………………..17
3
1.
Zało
Ŝenia techniczne projektu:
Układ wspólnego emitera:
R
G
[kΩ]
R
L
[kΩ]
k
Usk min
[dB]
k
Usk max
[dB]
f
d min
[Hz]
f
d max
[Hz]
f
g min
[kHz]
f
g max
[kHz]
U
Lmax
[V]
2
5,1
38
42
150
250
50
150
≥
1,5
2.
Rozwi
ązania projektowe realizujące załoŜenia projektowe:
W projektowanym układzie tranzystor bipolarny n-p-n BC849B pracuje jako wzmacniacz
w konfiguracji wspólnego emitera, czyli wspólna elektroda emitera ma stały potencjał
względem masy układu. Konfiguracja wspólnego emitera zapewnia zarówno duŜe
wzmocnienie napięciowe jak i prądowe co w efekcie powoduje, Ŝe konfiguracja WE ma
największe wzmocnienie mocy. Kondensatory C
1
, C
2
są niezbędnymi elementami do
rozdzielenia obwodów stałoprądowego DC oraz zmiennoprądowego AC i mają na celu
separowanie układu od zewnętrznych napięć stałych oraz sprzęgają źródło sygnału
i obciąŜenie ze wzmacniaczem. Rezystory R
E
, R
1
, R
2
zapewniają stabilizację punktu pracy.
W zakresie małych częstotliwości przebieg charakterystyk wzmocnienia zaleŜy od
kondensatorów C
1
, C
2
, C
E
. W zakresie średnich częstotliwości wzmocnienie praktycznie nie
zaleŜy od częstotliwości i znajduje się na stałym poziomie. Odpowiedni dobór pojemności C
1
,
C
2
, C
E
zaleŜy od wymaganej wartości częstotliwości dolnej. Natomiast rezystory R
E
, R
1,
R
2
i R
C
zostaną dobrane na podstawie analizy stałoprądowej. Podstawowe parametry robocze
wzmacniacza wyznaczę w zakresie średnich częstotliwości, będącym normalnym zakresem
pracy wzmacniacza. W tym zakresie ograniczenia wzmocnienia dla małych częstotliwości juŜ
nie odgrywają roli, a ograniczenia dla duŜych częstotliwości są jeszcze pomijalne. Oznacza to
m.in., Ŝe kondensatory moŜna potraktować jako zwarcie.
4
3.
Zasadnicza cz
ęść projektu:
W tej części projektu zostaną zrealizowane wszystkie zadania projektowe. Wyznaczę
parametry robocze układu dla temperatury T=25°C i porównam je z wartościami załoŜonymi.
Następnie obliczę zmianę parametrów roboczych układu przy zmianie temperatury do
T=50°C oraz wyznaczę parametry robocze dla układu pozbawionego pojemności C
E
.
3.1. Wyznaczenie parametrów roboczych dla T=25 °C:
Analiza stałopr
ądowa:
W układzie zastosuje tranzystor bipolarny n-p-n BC849B.
Wyznaczenie wst
ępnego U
CEQ
i I
CQ
:
Na podstawie załoŜeń projektowych określam U
Lmax
= 2,5 V oraz U
sat
= 1 V.
U
CEQ
= U
sat
+ U
L
*
√2 = 1 + 2,5 * √2 = 4,535 ≈ 5 V
I
CQ
=
√
||
W przybliŜeniu moŜna uznać, Ŝe I
CQ
>
√
=
, √
,
= 0.6932 ≈ 0.95 mA
Zatem U
CEQ
= 5V oraz I
CQ
= 0.95 mA
Wyznaczenie R
C
G
L
=
=
,
= 0,1960 mS
Na podstawie wzoru R
obc
=
√
dokonuję wyznaczenia R
C
.
R
obc
=
√
→
R
C
||R
L
=
2
→
G
C
+ G
L
=
√
→
G
C
=
√
- G
L
G
C
=
.
, √
- 0,1960m = 0,2687 – 0.1960 = 0.0727 mS
R
C
=
=
.
= 13,7551kΩ
Z szeregu E24 wybieram rezystor R
C
= 13k
Ω.
Wyznaczenie R
b
Dane: k = 1,38 *
10
, q = 1,6 *
10
C, T = 298 K
5
U
T
=
!
"
=
, #
$%&
,'
$()
* 298 = 0,0257 = 25,7 mV
g
m
=
*
=
,
,
= 0,0369649 = 36,9649 mS
Wyznaczenie wzmocnienia napięciowego układu:
R
C
||R
L
=
+
=
,
+ ,
= 3,6629 k
Ω
k
U
= -g
m
* R
obc
= -g
m
* (R
C
||R
L
) = - 36,9649m * 3,6629k = - 135,3987
Wyznaczenie
,
U
:
k
Uskmin
= - 79,4328
k
Uskmax
= - 125,8925
-
U
=
./0
.
=
0./012340./0156
%
.
=
$7),8&%9$(%:,9)%:
%
, #
= 0,7582 < 1, zatem
,
U
=
;
<=
+
;
→ G
we
= G
g
* (
>
.
– 1) = 0,5 * (
, #
– 1) = 0,1595 mS
G
we
= G
b
+ g
we
, g
we
=
?
<=
≈
@
((=
h
11e
odczytuje z katalogu dla U
CEQ
= 5V i I
CQ
= 0.95 mA
h
11e
= 7,2kΩ
G
b
= G
we
-
@
((=
= 0,1595m -
,
= 0,1595m – 0,1388m = 0,0207 mS
R
b
=
A
= 48,3091 k
Ω
Wyznaczenie R
E
Odczytuje z katalogu U
BEQ
= 639 mV
U
RE
= (2
B 5D U
BEQ
= 3 * U
BEQ
= 3 * 0,639 = 1,917 V
R
E
=
EF
F
≈
EF
=
,
,
= 2,0018k
Z szeregu E24 wybieram rezystor R
E
= 2k
Ω.
Wyznaczenie E
C
Na podstawie II Prawa Kirchhoffa otrzymuję:
E
C
= R
C
* I
CQ
+ R
E
* I
E
+ U
CEQ
≈ R
C
*I
CQ
+ R
E
*I
CQ
+ U
CEQ
= 13*0,95 + 2*0,95 + 5 = 19,25
E
C
zaokrąglam do szeregu co 1,5 V, zatem E
C
= 19,5 V
6
Wyznaczenie R
1
i R
2
Z katalogu wyznaczam
G = 273
R
b
wyznaczę na podstawie wzorów R
b
= R
1
||R
2
oraz I
CQ
=
HIJ
K2
K1LK2
M
NJ
D
K
O
L
P
HL1
Q
K
J
.
I
CQ
=
HIJ
K2
K1LK2
M
NJ
D
K
O
L
P
HL1
Q
K
J
→
I
CQ
IK
R
L IH L 1D K
S
) =
H IJ
T
%
(
%
M
USV
D
→
W
XY
I
A
+IZ+ D
F
D
Z
=
IJ
T
%
(
%
M
USV
D
→
%
(
+
%
=
I
CQ
P
K
O
L
P
HL1
Q
K
J
Q
LU
BEQ
β
HJ
=
, a Ib#, + bD+,'
,
=
=
0,1392
R
b
= R
1
*
%
(
+
%
= R
1
* 0,1392
→
R
1
=
A
,
=
b#,
,
= 347,0481k
Z szeregu E24 wybieram rezystor R
1
= 360k
Ω.
R
2
= R
1
* 0,1392 + R
2
* 0,1392
→
R
2
* (1 - 0,1392) = R
1
* 0,1392
→
R
2
=
c
(
,
,#'#
=
'd ,
,#'#
=
60,3177k
Z szeregu E24 wybieram rezystor R
2
= 62k
Ω.
Wyznaczenie U
CEQ
, I
CQ
oraz pozostałych parametrów roboczych układu
Na podstawie znanych rezystorów wyznaczam punkt pracy:
I
CQ
=
HIJ
K2
K1LK2
M
NJ
D
K
O
L
P
HL1
Q
K
J
=
I ,
e%0
&ef04e%0
,' D
,#+ b
= 1,0112 mA
U
CEQ
= E
C
- R
C
* I
CQ
- R
E
* I
CQ
= 19,5 – 13 * 1,0112 – 2 * 1,0112 = 4,3320 V
W dalszej części wszystkie wartości dla T = 25°C są odczytywane dla I
CQ
= 1,0112 mA
Dla znanych I
CQ
oraz U
CEQ
wyliczam na nowo parametry:
Dane: h
11e
= 7,2kΩ, h
12e
= 3,6 *
10
b
, h
21e
= 330, h
22e
= 22
gS
g
m
=
*
=
,
,
= 0,0393463 = 39,3463 mS
k
U
= -g
m
* R
obc
= -g
m
* (R
C
||R
L
) = - 39,3463m * 3,6629k = - 144,1215
r
we
=h
11e
-
@
(%=
@
%(=
@
%%=
+
+
=
7,2k –
,'
$8
h+, '+, 'a
=
6,7971k
Ω
R
we
= r
we
||R
1
||R
2
= 6,7971k||360k||62k = 6,0230k
Ω
7
R’
g
= R
b
||R
g
= 52,8909k||2k = 1,9271k
Ω
g
wy
= h
22e
-
@
(%=
@
%(=
@
((=
+
;
′
=
22
g –
,'
$8
,+ ,
= 0,0089
iS
r
wy
=
j
<=
=
,#
= 112,3595k
Ω
R
wy
= R
C
||r
wy
= 13k||112,3595k = 11,6518k
Ω
k
Usk
= k
U
*
<=
<=
+
;
= -144,1215 *
', d
', d
= - 108,1944
Jak widać, otrzymana wzmocnienie napięciowe mieści się w zadanym, w załoŜeniach
projektowych, przedziale.
Analiza zmiennopr
ądowa
Wyznaczenie f
1
, f
2
, f
E
, f
d
oraz pojemno
ści C
1
, C
2
i C
E
f
dsr
= 200 Hz
f
d
=
kl
L l
L l
S
Zakładając, Ŝe f
E
≈ f
dsr
i wiedząc, Ŝe f
1
oraz f
2
są << f
E
moŜna zapisać
f
1
<< f
dsr
oraz f
2
<< f
dsr
, zatem moŜna przyjąć, Ŝe f
1
=
m
n/o
= 20 Hz oraz f
2
=
m
n/o
= 13,33 Hz
f
1
=
pT
(
I
;
+
<=
D
→
C
1
=
pm
(
I
;
+
<=
D
=
pI+', D
= 991,866 nF
Z szeregu E12 wybieram rezystor C
1
= 1
qr.
Zatem f
1
=
pT
(
I
;
+
<=
D
=
p hI+', D
= 19,8373 Hz
f
2
=
pT
%
I
<s
+
D
→
C
2
=
pm
%
I
<s
+
D
=
p , I ,' #+ , D
= 714,27 nF
Z szeregu E12 wybieram rezystor C
2
= 0,68
qr.
Zatem f
2
=
pT
%
I
<s
+
D
=
p,'#hI ,' #+ , D
= 14,0018 Hz
f
E
=
kl
tu?
M l
M l
=
200
M I19,8373D
M I14,0018D
= 198,5206 Hz
8
Z katalogu odczytuje h
21e
= 330, h
11e
= 7,2kΩ
R’
G
= R
G
||R
1
||R
2
= 2k||360k||62k = 1,9271kΩ
f
E
=
@
%(=
pT
F
I
;
′
+@
((=
D
→
C
E
=
@
%(=
pm
F
I
;
′
+@
((=
D
=
p #, ' I , + ,D
= 28,986
g{
Z szeregu E12 wybieram rezystor C
E
= 27
qr.
Zatem f
E
=
@
%(=
pT
F
I
;
′
+@
((=
D
=
p hI , + ,D
= 213,1265 Hz
f
d
=
kl
L l
L l
S
=
I19,8373D
L I14,0018D
L I213,1265D
= 214,5051 Hz
Jak widać, otrzymana częstotliwość dolna f
d
mieści się w zadanym, w załoŜeniach
projektowych, przedziale.
Wyznaczenie f
g
R
z
= R
b
||R
g
||r
we
= 52,8909k||2k||6,7971k = 1,5014 kΩ
C
b’e
=
j
1
pm
*
- C
b’c
, gdzie na podstawie katalogu f
T
= 127 MHz oraz C
b’c
= 2,5 pF
C
b’e
=
, b' a
p }
– 2,5p = 49,3083p – 2,5p = 46,8083 pF
C
we
= C
b’e
+ C
b’c
* (1 – k
U
) = 46,8083p + 2,5p*145,1215 = 409,6120 pF
f
g
=
pT
<=
~
=
pb,' , b
= 258,7921 kHz
PoniewaŜ f
g
znajduje się ponad f
gmax
naleŜy dodać pojemność C
d
= 4,7 pF pomiędzy bazę a
kolektor tranzystora.
C
we
= C
b’e
+ (C
b’c
+ C
d
) * (1 – k
U
) = 46,8083p + (2,5p + 4,7p)*145,1215 = 1091,6831 pF
f
g
=
pT
<=
~
=
p ,'# , b
= 97,1017 kHz
Otrzymana częstotliwość f
g
mieści się w zadanym przedziale.
Wyznaczenie U
lmax
U
lmax
=
F
/5
√
=
b,
√
= 2,3560V
U
lmax
= I
CQ
*
||
√
= 1,0112m *
|| ,
√
= 2,6191V
Za U
lmax
przyjmujemy mniejszą wartość z wyŜej obliczonych, zatem U
lmax
= 2,3560V
9
Zestawienie uzyskanych parametrów:
f
d
[Hz]
f
g
[kHz]
U
Lmax
[V]
R
we
[kΩ]
R
wy
[kΩ]
k
U
k
Usk
I
CQ
[mA]
U
CEQ
[V]
214,5051 97,1017 2,3560
6,0230 11,6518 - 144,1215
- 108,194
1,0112
4,3320
3.2.
Wyznaczenie parametrów roboczych dla T=50 °C:
Analiza stałopr
ądowa
c = 2mV/°C,
, = 5*10
1/°C, T
1
= 50°, T
0
= 25°, U
BE
(25°)=640 mV,
H(25°)= 275
Wyznaczenie I
C
,
U
CEQ
oraz pozostałych parametrów roboczych:
Obliczenie zmiany wartości U
BEQ
wywołanej zmianami temperatury:
U
BE
(T
1
) = U
BE
(T
0
) – c*(T
1
- T
0
) = 0,640 – 0,002 * 25 = 0,59 V
Obliczenie zmiany wartości
H wywołanej zmianami temperatury:
H(T
1
) =
H(T
0
) * [1 +
, *(T
1
- T
0
)] = 275 * [1 + 5*
10
*25] = 309,375
Obliczenia wykonuje analogicznie do tego jak to miało miejsce w rozdziale 3.1.
I
CQ
=
HIJ
K2
K1LK2
M
NJ
D
K
O
L
P
HL1
Q
K
J
=
, I ,
e%0
&ef04e%0
, D
,#+ ,
= 1,0447 mA
U
CEQ
= E
C
- R
C
* I
CQ
- R
E
* I
CQ
= 19,5 – 13 * 1,0447 – 2 * 1,0447 = 3,8395 V
U
T
=
!
"
=
, #
$%&
,'
$()
* 323 = 0,02785 = 27,85 mV
g
m
=
*
=
,bb
,#
= 0,0375116 = 37,5116 mS
k
U
= -g
m
* R
obc
= -g
m
* (R
C
||R
L
) = - 37,5116m * 3,6629k = - 137,4012
h
11e
= 7,15kΩ, h
12e
= 3,5 *
10
b
, h
21e
= 331, h
22e
= 22,5
gS
r
we
=h
11e
-
@
(%=
@
%(=
@
%%=
+
+
=
7,15k –
,
$8
, h+, '+, 'a
=
6,7578k
Ω
R
we
= r
we
||R
1
||R
2
= 6,7578k||360k||62k = 5,9921k
Ω
R’
g
= R
b
||R
g
= 52,8909k||2k = 1,9271k
Ω
g
wy
= h
22e
-
@
(%=
@
%(=
@
((=
+
;
′
=
22,5
g –
,
$8
, + ,
= 0,0097
iS
r
wy
=
j
<=
=
,
= 103,0927k
Ω
10
R
wy
= R
C
||r
wy
= 13k||103,0927k = 11,5442k
Ω
k
Usk
= k
U
*
<=
<=
+
;
= -137,412 *
, d
, d
= - 103,0250
Jak widać, otrzymana wzmocnienie napięciowe mieści się w zadanym, w załoŜeniach
projektowych, przedziale.
Analiza zmiennopr
ądowa
R
we
= 5,9921kΩ , h
21e
= 331, R’
g
= 1,9271kΩ
Wyznaczenie f
1
, f
2
, f
E
oraz f
d
przy znanych C
1
, C
2
, C
E
.
f
1
=
pT
(
I
;
+
<=
D
=
p hI+ , dD
= 19,9140 Hz
f
2
=
pT
%
I
<s
+
D
=
p,'#hI , bb+ , D
= 14,0620 Hz
f
E
=
@
%(=
pT
F
I
;
′
+@
((=
D
=
p hI , + , D
= 214,9498 Hz
f
d
=
kl
L l
L l
S
=
I19,9140 D
L I14,0620D
L I214,9498D
= 216,3278 Hz
Jak widać, otrzymana częstotliwość dolna f
d
mieści się w zadanym, w załoŜeniach
projektowych, przedziale.
Wyznaczenie f
g
.
R
z
= R
b
||R
g
||r
we
= 52,8909k||2k||6,7578k = 1,4995 kΩ, C
d
= 4,7 pF
C
b’e
=
j
1
pm
*
- C
b’c
, gdzie na podstawie katalogu f
T
= 128 MHz oraz C
b’c
= 2,5 pF
C
b’e
=
,
' a
p
#}
– 2,5p = 46,6418p – 2,5p = 44,1418 pF
C
we
= C
b’e
+ (C
b’c
+ C
d
)*(1 – k
U
) = 46,6418p + (4,7p+2,5p)* 138,4012= 1043,1304 pF
f
g
=
pT
<=
~
=
p b , b ,b
= 101,7501 kHz
Jak widać, otrzymana częstotliwość górna f
g
po dodaniu C
d
mieści się w zadanym, w
załoŜeniach projektowych, przedziale.
Wyznaczenie U
lmax
U
lmax
=
F
/5
√
=
,#
√
= 2,0078V
11
U
lmax
= I
CQ
*
||
√
= 1,0447m *
|| ,
√
= 2,7058V
Za U
lmax
przyjmujemy mniejszą wartość z wyŜej obliczonych, zatem U
lmax
= 2,0078V.
Zestawienie uzyskanych parametrów:
f
d
[Hz]
f
g
[kHz]
U
Lmax
[V]
R
we
[kΩ]
R
wy
[kΩ]
k
U
k
Usk
I
CQ
[mA]
U
CEQ
[V]
216,3278 101,7501 2,0078 5,9921 11,5442 - 137,4012 - 103,0250
1,0447
3,8395
3.3. Wyznaczenie parametrów roboczych po usuni
ęciu C
E
dla
T=25°C:
Wyznaczenie R
we
, R
wy
, k
U
, k
Usk
G
1
= 0,0027mS; G
2
= 0,0161mS; G
C
= 0,0769mS; Y
g
= 0,5mS; Y
L
= 0,1961mS
R
G
= 2kΩ; G
E
= 0,5mS
Dla zadanego punktu pracy I
CQ
=1,0112mA oraz napięcia U
CEQ
=4,3320V sczytuję
współczynniki macierzy h:
h
e
=
= 7,2
Ω
0,36
330
22g
∆h = h
11e
*h
22e
– h
12e
*h
21e
= 7,2k *
22g – 0,36m * 330 = 0,0324
Przeliczam macierz [h
e
] na [y
e
] według wzorów:
y
e
=
=
@
((=
M
@
(%=
@
((=
@
%(=
@
((=
∆@
@
((=
=
,
M
, '
,
,
, b
,
y
e
=
, i M
i
, i
, i
Zatem macierz Y dla układu wspólnego emitera:
Y =
L
L
MI
L
D
T
L
MI
L
D
MI
L
D MI
L
D
L
L
L
L
S
Y
11
=
L
L
=
0,0027 L 0,0161 L 0,1388 0,1576 mS
Y
12
=
=
M5 10
mS
Y
13
=
MI
L
D MI0,1388 M 5 10
D = -0,1388mS
Y
21
=
= 45,8333mS
Y
22
=
T
L
=
0,0769 L 0,0045 = 0,0814mS
12
Y
23
=
MI
L
D = MI45,8333 L 0,0045D = - 45,8378mS
Y
31
=
MI
L
D = MI0,1388 L 45,8333D = -45,9721mS
Y
32
=
MI
L
D = MIM5 10
L 0,0045D = -0,00445mS
Y
33
=
L
L
L
L
S
=0,1388 - 5*10
-5
+ 45,8333 + 0,0045 + 0,5 = 46,4765m
Zatem:
Y =
0,1576
M5 10
M0,1388
45,8333
0,0814
M45,8378
M45,9721 M0,00445 46,4765
=
L
L
MI
L
D
L
MI
L
D
MI
L
D MI
L
D
L
L
L
L
*
¡
L
¡
L
¡
¡
L
¡
L
¡
0
¡
L
¡
L
¡
→
M
¢
&(
¢
&&
M
¢
&%
¢
&&
Podstawiając do wzorów na I
1
oraz I
2
otrzymujemy:
¡
L
¡
L ¡
£M
¡
¡
M
¡
¡
¤
¡
L
¡
L ¡
£M
¡
¡
M
¡
¡
¤
Po prostych przekształceniach otrzymujemy:
£¡
M ¡
¡
¡
¤ L
£¡
M ¡
¡
¡
¤
£¡
M ¡
¡
¡
¤ L
£¡
M ¡
¡
¡
¤
Zatem moŜemy zapisać macierz
¡
′
¡
′
=
¥¡
′
¡
′
¡
′
¡
′
¦
¡
M ¡
¢
&(
¢
&&
¡
M ¡
¢
&%
¢
&&
¡
M ¡
¢
&(
¢
&&
¡
M ¡
¢
&%
¢
&&
¡
′
0,1576 L 0,1388
b ,
b',b '
M5 10
L 0,1388
,bb
b',b '
45,8333 L 45,8378
b ,
b',b '
0,0814 L 45,8378
,bb
b',b '
=
=
0,0203 M6,314 10
0,4929
0,0770
k
U
=
-
¢
%(
′
¢
%%
′
+¢
=
-
,b
, +, ' a
=
- 1,8048
13
Y
we
= G
we
=
¡
′
-
¢
(%
′
¢
%(
′
¢
%%
′
+¢
=
0,0203 -
', b
$:
,b
, +, ' a
=
0,0204 mS
R
we
=
¢
<=
=
,b a
= 49,0196k
Ω
Y
wy
= G
wy
=
¡
′
-
¢
(%
′
¢
%(
′
¢
((
′
+¢
§
=
0,0770 -
', b
$:
,b
, +,
=
0,0771 mS
R
wy
=
¢
<s
=
, a
= 12,9701k
Ω
,
U
=
¨
<=
¨
<=
+¨
;
=
<=
<=
+
;
=
b, '
b, 'd+
= 0,9607
k
Usk
=
,
U
* k
U
= 0,9607*(- 1,8048) = - 1,7338
Wyznaczenie f
1
, f
2
oraz f
d
przy znanych C
1
, C
2
:
f
1
=
pT
(
I
;
+
<=
D
=
p hI+b, 'dD
= 3,1194 Hz
f
2
=
pT
%
I
<s
+
D
=
p,'#hI , + , D
= 12,9524 Hz
f
d
=
kl
L l
=
I3,1194 D
L I12,9524D
= 13,3227 Hz
Usunięcie C
E
spowodowało spadek f
d
poniŜej f
dmin
, co oznacza Ŝe układ nie pracuje w
zadanym, w załoŜeniach projektowych, przedziale.
h
11e
= 7,2k ,
H = 275, g
m
= 39,3463 mS, G
b
= 18,9068
gS, G
g
= 0,5 mS
r
b’e
=
Z
j
1
=
275
39
,3463m
= 6,9892kΩ
g
we
=
1
?
A©=
+IZ+1D
F
=
1
6
,9892+2752
= 1,7953
gS
G
z
= G
b
+ G
g
+ g
we
= 0,0189068m + 0,5m + 0,0017953m = 0,5207 mS
R
z
=
1
ª
= 1,9204kΩ
C
b’e
=
j
1
2
pm
*
- C
b’c
, gdzie na podstawie katalogu f
T
= 127 MHz oraz C
b’c
= 2,5 pF
C
b’e
=
, b'
p }
– 2,5p = 49,3083p – 2,5p = 46,8083 pF
14
C
we
= C
b’e
*
?
A©=
?
A©=
+IZ+ D
F
L IC
b’c
L C
d
D*I1 – k
U
D 0,5852p L I4,7pL2,5pD * 2,8048
20,7797 pF
ffff
gggg
pT
<=
~
p, ,bd
= 3,9883 MHz
U
Lmax
jest identyczny jak w przypadku układu z C
E
.
f
d
[Hz]
f
g
[MHz]
U
Lmax
[V]
R
we
[kΩ]
R
wy
[kΩ]
k
U
k
Usk
I
CQ
[mA]
U
CEQ
[V]
14,3053
3,9883
2,3560 49,0196 11,6645
- 1,8048
- 1,7338
1,0112
4,3320
15
4.
Wnioski
Projektowany układ w temperaturze T=25°C spełnia wszystkie załoŜenia projektowe.
Jedynie f
g
znalazło się powyŜej zadanego przedziału, jednak po dołączeniu pojemności C
d
między kolektora a bazę tranzystora f
g
znalazło się w wymaganym przedziale. Otrzymane
wartości w większości wypadku znalazły się w pobliŜu środka przedziału.
W przypadku gdy temperatura T=50°C parametry robocze układu uległy zmianie, jednak
zmiany były na tyle nie duŜe, Ŝe układ w tej temperaturze działa według załoŜeń.
Po usunięciu pojemności C
E
parametry robocze układu uległy powaŜnym zmianom.
Częstotliwość dolna f
d
znalazła się poniŜej zadanego przedziału, natomiast częstotliwość f
g
,
nawet po uwzględnieniu C
d
, znalazła się znacznie powyŜej zadanego przedziału. RównieŜ
wzmocnienie napięciowe nie znalazło się w zadanym przedziale. Rezystancje R
we
oraz R
wy
,
po usunięciu C
E
, wzrosły w stosunku do ich wartości dla układu o tej samej temperaturze, ale
zawierającego C
E
.
16
5.
Bibliografia
1.
Antoszkiewicz K., Nosal Z., „Zbiór zadań z układów elektronicznych liniowych”,
Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1998
2.
Materiały z ćwiczeń i wykładów z przedmiotu „Układy elektroniczne I” dla studentów
III roku Elektroniki i Telekomunikacji na Wydziale Elektroniki Mikrosystemów
i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008/2009
17
6.
Zał
ączniki:
- Rysunek 1: Schemat układu WE
- Rysunek 2: Schemat układu WE bez C
E
- karta katalogowa tranzystora BC849B
- oświadczenie
18
Wrocław
dnia 13 stycznia 2009
Oświadczam, Ŝe jestem autorem powyŜszego projektu. Wszystkie obliczenia wykonałem
samodzielnie. Projekt został sprawdzony, jest kompletny oraz spełnia wymagania dotyczące
projektu.
…………………………………………………….
podpis
19
~
C
1
= 1µF
R
1
= 360kΩ
R
2
= 62kΩ
R
C
= 13kΩ
R
E
= 2kΩ
C
2
= 0,68µF
R
g
= 2kΩ
R
L
= 5,1kΩ
E
C
= 19,5V
E
g
Projekt - Układy Elektroniczne I
Politechnika Wrocławska
Schemat układu WE bez C
E
Opracował:
Maciej Pasierbek
Sprawdził:
Dr inŜ. Czesław Kirczuk
Data:
12.01.2009
Data:
Podpis:
Podpis:
Rysunek 2
C
d
= 4,7pF
BC849B
20
~
E
g
Projekt - Układy Elektroniczne I
Politechnika Wrocławska
Schemat układu WE
Opracował:
Maciej Pasierbek
Sprawdził:
Dr inŜ. Czesław Kirczuk
Data:
12.01.2009
Data:
Podpis:
Podpis:
Rysunek 1
E
C
= 19,5V
R
L
= 5,1kΩ
C
2
= 0,68µF
R
C
= 13kΩ
R
1
= 360kΩ
R
2
= 62kΩ
R
E
= 2kΩ
C
E
= 27µF
C
1
= 1µF
R
g
= 2kΩ
C
d
= 4,7pF
BC849B