Электроника. Расчет биполярного транзистора

Тогда коэффициент усиления по току схемы определяется как:Общий коэффициент усиления по току коллектораКоэффициент усиления по току 1.2 Справочные данные транзистора КТ904АКонструкция и назначениеТранзисторы кремниевые эпитаксиально-планарные n-p-n усилительные высокочастотные маломощные. Предназначены для работы в схемах усиления высокой частоты, для применения в выходных каскадах УПЧ телевизоров и в других устройствах. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами (см. рис. 1.7). Обозначение типа приводится на корпусе.Масса транзистора не более 0.4 г.Рисунок 1.7 – Конструкция БТ КТ904АСправочные данныеТаблица 1 – Справочные данные транзистора КТ904 [2]ПараметрОбозначениеМаркировкаУсловияЗначениеЕд. изм.АналогКТ904А2N3375, 2N5635 *3, 2SC2391 *3, 2SC2104 *3, 2SC1765 *3КТ904Б2SC549, MRF5174 *3Структура —n-p-nМаксимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектораPK max,P*K, τmax,P**K, и maxКТ904А40 °C5*ВтКТ904Б40 °C5*Граничная частота коэффициента передачи тока транзистора для схемы с общим эмиттеромfгр, f*h21б, f**h21э, f***maxКТ904А—≥350МГцКТ904Б—≥300Пробивное напряжение коллектор-база при заданном обратном токе коллектора и разомкнутой цепи эмиттераUКБО проб., U*КЭR проб., U**КЭО проб.КТ904А0.1к60*ВКТ904Б0.1к60*Пробивное напряжение эмиттер-база при заданном обратном токе эмиттера и разомкнутой цепи коллектораUЭБО проб., КТ904А—4ВКТ904Б—4Максимально допустимый постоянный ток коллектораIK max, I*К , и maxКТ904А—0.8(1.5*)АКТ904Б—0.8(1.5*)Обратный ток коллектора — ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттераIКБО, I*КЭR, I**КЭOКТ904А60 В≤1.5*мАКТ904Б60 В≤1.5*Статический коэффициент передачи тока транзистора в режиме малого сигнала для схем с общим эмиттеромh21э,  h*21ЭКТ904А5 В; 0.25 А≥10*КТ904Б5 В; 0.25 А≥10*Емкость коллекторного переходаcк,  с*12эКТ904А28 В≤12пФКТ904Б28 В≤12Сопротивление насыщения между коллектором и эмиттером rКЭ нас,  r*БЭ нас, К**у.р.КТ904А—≤5; ≥2.5**Ом, дБКТ904Б—≤5; ≥2**Коэффициент шума транзистораКш, r*b, P**выхКТ904А400 МГц≥3**Дб, Ом, ВтКТ904Б400 МГц≥2.5**Постоянная времени цепи обратной связи на высокой частотеτк, t*рас,  t**выкл,  t***пк(нс)КТ904А—≤15псКТ904Б—≤20Вольтамперные характеристики КТ904АНа рисунке 1.8 представлена входная характеристика биполярного транзистора КТ904А, а на рисунке 1.9 – выходная характеристика КТ904А[4].Рисунок 1.8 – Входная ВАХ биполярного транзистора КТ904А (верхняя при Uкэ=15 В, нижняя при Uкэ=1 В)Рисунок 1.9 – Выходные ВАХ биполярного транзистора КТ904А2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ2.1 Исходные данныеДан биполярный транзистор КТ904А, включенный по схеме с общим эмиттером. Выходная цепь транзистора нагружена сопротивлением, транзистор питается от источника ЭДС . Рисунок 2.1 – Схема включения БТ2.2 Построение нагрузочной прямой по постоянному токуПостроим нагрузочную линию, она строится на выходной вольтамперной характеристике транзистора, ее уравнение определяется выражением:Для получения нагрузочной прямойтребуется определитьдве точки, удовлетворяющие уравнению,приведенному выше:приравняемток коллектора к нулю,тогда напряжение коллектор-эмиттер будет равным напряжению питания:Приравняем напряжение коллектор-эмиттер к нулю, тогда ток коллектора будет равен:На выходных ВАХ отметим точки и . Соединив эти точки, получаем нагрузочную прямую.Рисунок 2.2 – Построение нагрузочной прямой 2.3 Выбор положения рабочей точкиВ практических расчетах рабочую точку БТ выбирают примерно посередине между режимами отсечки и насыщения на ближайшей выходной характеристике (см. рисунок 2.3).Рисунок 2.3 – Выбор положения рабочей точкиВ выбранной рабочей точке имеем следующие параметры рабочего режима:Рисунок 2.4 – Определение положения рабочей точки на входной характеристикеИсходя из входной характеристики (см. рисунок 2.4), при известном базовом токе (Iбо=150 мкА) определяем напряжение база-эмиттер в рабочей точке, оно равно:2.4 Определение h-параметровРисунок 2.5 – Определение параметра h11эРисунок 2.6 – Определение параметров h21э, h22эВходное сопротивление транзистора h11э (определяем по входным ВАХ)Коэффициент обратной связи h12э (определяем по входным и выходным ВАХ)Коэффициент передачи тока h21э (определяем по входным и выходным ВАХ)Выходная проводимость h22э (определяем по выходным ВАХ)2.5 Расчёт величин элементов эквивалентной схемыМалосигнальная эквивалентная схема биполярного транзистора (модельДжиаколетто) приведена на рисунке 2.7. Произведем расчет входящих в неепараметров.Рисунок 2.7 – Эквивалентная схема БТЕмкости ,коллекторного и эмиттерного переходов БТ определяем из справочных данных [2]:Определяем сопротивление эмиттерного перехода по формуле:Определяем сопротивление эмиттерного перехода базовому току, оно определяется из выражения:Рассчитываем значение выходного сопротивления транзистора:Рассчитываем значение сопротивления коллекторного перехода:Рассчитываем значение объемного сопротивления базы:2.6 Расчет граничных и предельных частотРассчитываем предельную частоту передачи тока,она определяется выражением [3]:Так как модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте равен, согласно справочнику , а частота измерения то значение граничной частоты передачи тока равно:Из справочных данных, значение постоянной времени цепи обратной связиравно [2]: Определяем максимальное значение частоты генерации БТ:Предельная частота транзистора по параметру S:2.7 Определение частотных зависимостей Y-параметровНеобходимо определить частотные зависимости модулей проводимости прямой передачи и входной проводимости транзистора .Параметр определяется выражением [3]:Параметр определяется выражением [3]: Максимальное значение частоты можно определить по формуле , т. е. в данном случае – На основании полученных результатов, проводим расчет и и результаты заносим в таблицу 2.1.Таблица 2.1 – Частотные характеристики параметров и 00.10.20.30.40.50.60.70.80.917.53.31.91.210.80.650.50.420.380.3510.450.180.120.10.080.060.0450.0350.0250.02По рассчитанным в таблице 2.1 значения строим графики частотных характеристикпараметров (см. рисунок 2.8) и (см. рисунок 2.9).Рисунок 2.8 – Частотная характеристика параметра Y21Рисунок 2.9 – Частотная характеристика параметра Y11ЗаключениеВ ходе выполнения данной курсовой работы производился расчет параметров биполярного транзистора КТ904А. В процессе расчета были решены следующие задачи:В первом разделе1) Из проведенного анализа литературных источников приведены общие сведения о биполярных транзисторах. Дано понятие биполярного транзистора, описаны режимы работы транзистора, приведены модель Эберса-Молла для больших сигналов и малосигнальная модель БТ в h-параметрах, описаны схемы включения транзистора. 2) Из проведенного анализа литературных источников приведены справочные данные биполярного транзистора КТ904А. Также приведены сведения о зарубежных аналогах КТ904А.Во втором разделе1) по исходным данным построена нагрузочная прямая 2) исходя из практических соображений на нагрузочной прямой выбрана рабочая точка 3) Для выбранной рабочей точки транзистора рассчитаны h-параметры 4) Рассчитаны элементы эквивалентной схемы Джианколетто 5) Рассчитаны граничные и предельные частоты биполярного транзистора 6) Рассчитаны частотные зависимости параметров Y21, Y11.Таким образом в результате выполнения курсовой работы все поставленные задачи решены, цели достигнуты.Список использованных источников1. Биполярный транзистор, электронный ресурс, URL: https://odinelectric.ru2. Биполярный транзистор КТ904А, справочные данные, электронный ресурс, URL:https://eandc.ru/pdf/tranzistor/2t904_kt904.pdf?ysclid=lopnh0th34779947613. П.Б.Могнонов, Д.Н. Чимитов. Расчет биполярноготранзистора/Методическое указание по курсовой работе «Электроника»/ Улан-Удэ: Издательство ВСГУТУ. 2022, - 32 с.4. Расчет ВАХ биполярного транзистора, программа VACh_BJT, электронный ресурс URL: https://electronicslab.ru/Electronics