Выбор биполярного транзистора

В исходных данных указаны ток и мощность нагрузки, по которым следует определить конкретный тип и марку транзистора из следующих соображений:

а) Допустимое напряжение между коллектором и эмиттером выбирается на (10-30)% больше напряжения источника питания

где Uкэ доп - допустимое напряжение по условиям пробоя р-n-перехода.

б) Максимальный (допустимый) ток коллектора должен быть в (1,52)
раза больше тока нагрузки

Iк.доп. 2Iнм

где мА - амплитуда тока нагрузки;

Iк.доп. - допустимое (по условиям нагрева) значение тока коллектора.

В общем случае нужно учитывать значение температуры окружающей среды, в зависимости от которой значение допустимого тока изменяется. В данном расчете предполагается «нормальная» температура окружающей среды + (2527)°С.

Вышеперечисленным требованиям удовлетворяет транзистор КТ306А. Он имеет следующие параметры:

Uкэм = 10 В

Iкм = 30 мА

Pкм = 0.15 Вт

h21Э = 20…60 (в расчётах h21Э = 40)

fн = 1 кГц

Его входные и выходные характеристики изображены на рисунке 3.

входные и выходные характеристики транзистора КТ306А

Рисунок 3 входные и выходные характеристики транзистора КТ306А

Выбор положения рабочей точки

Расчет параметров графоаналитическим способом основан на использовании нелинейных статических характеристик. В первую очередь на семействе выходных характеристик изобразим кривую ограничения режима работы транзистора по мощности Ркм. Она строится согласно уравнению:

Ркм = UкэIк.

Задаваясь значениями Uкэ, находим Iк по заданному значению Рк.

Таблица 1

Uкэ, В

2

4

6

8

10

Iк, мА

75

37.5

25

18.5

15

Далее на семействе выходных характеристик (рисунок 3) проводим нагрузочную линию, используя уравнение для коллекторной цепи

Полагая Uкэ = 0 В, получим

где Rобщ = Rк + Rэ - суммарное сопротивление в выходной цепи транзистора.

Полагая Iк = 0, имеем Uкэ = Eп = 6 В.

Так как Rобщ пока неизвестно, используем две точки (рисунок 3): точку А с координатой (Еп, 0) и выбранную по некоторым соображениям точку Р.

Положение точки Р нужно выбрать из следующих соображений:

а) точке Р соответствует значение тока

Iкр 1.2Iнм 9 мА

и значение напряжения

Uкэр Uвых.+ Uост = 3 + 1 = 4 В

Iкр - постоянная составляющая тока коллектора;

Iим - амплитуда переменной составляющей тока коллектора (тока нагрузки);

Uкэр - постоянная составляющая напряжения коллектор-эмиттер.

Uост маломощных транзисторов принимается ориентировочно равным 1В.

б) точка Р должка располагаться в области значений токов и напряжений, не попадающих в верхнюю область, ограниченную кривой Ркм (рисунок 3).

Определив координаты точки Р проводим на семействах выходных характеристик нагрузочную прямую APD (рисунок 3) и определяем значение тока базы Iбр, соответствующее выбранному значению тока коллектора Iкр:

Iбр = 0.5 мА

По значению тока базы Iбр определяем положение точки P1 на входной характеристике.

Определяем значения токов Iкм и Iк.мин:

Iкм = Iкр + Iнм = 20 + 7.5 = 27.5 мА,

Iк.мин =Iкр - Iнм = 20 - 7.5 = 12.5 мА,

Iнм - амплитуда переменной (синусоидальной) составляющей тока нагрузки.

Откладывая по оси токов значения Iкм, Iк.мин, находим на нагрузочной линии точки В и С, которым соответствуют значения токов базы

Iбм = 0.6875 мА

Iб.мин = 0.3125 мА

и значения напряжений

Uкэм = 4.96 В,

Uкэ.мин = 3 В.

Амплитуду синусоидальной составляющей напряжения коллектор-эмиттер находим из соотношения:

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >