Politechnika Wrocławska
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Projekt z Układów Elektronicznych

Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnego emitera

Projekt wykonał:

Prowadzący:

Maciej Pasierbek

dr inż. Czesław Kirczuk

Nr indeksu: 159088
WEMiF Rok III

Termin zajęć:

Środa NP, godz. 09.15

2

Spis treści:

1.

Założenia techniczne projektu …………………………………………….......… 3

2.

Rozwiązania projektowe realizujące założenia 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

żenia 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 założenia 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 duże

wzmocnienie napięciowe jak i prądowe co w efekcie powoduje, że 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 obciążenie ze wzmacniaczem. Rezystory R

E

, R

1

, R

2

zapewniają stabilizację punktu pracy.

W zakresie małych częstotliwości przebieg charakterystyk wzmocnienia zależy od

kondensatorów C

1

, C

2

, C

E

. W zakresie średnich częstotliwości wzmocnienie praktycznie nie

zależy od częstotliwości i znajduje się na stałym poziomie. Odpowiedni dobór pojemności C

1

,

C

2

, C

E

zależy 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 już

nie odgrywają roli, a ograniczenia dla dużych częstotliwości są jeszcze pomijalne. Oznacza to

m.in., że kondensatory można 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 założonymi.

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 założeń 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 przybliżeniu można uznać, że 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 założeniach

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, że f

E

≈ f

dsr

i wiedząc, że f

1

oraz f

2

są << f

E

można zapisać

f

1

<< f

dsr

oraz f

2

<< f

dsr

, zatem można przyjąć, że 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

=



phI , +,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 założeniach

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

Ponieważ f

g

znajduje się ponad f

gmax

należy 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 wyżej 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 założeniach

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

=

phI , +, 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 założeniach

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

założeniach 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 wyżej 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

=

‚ƒ

„

ƒ

„

ƒ

 „

ƒ

„

… = ‚7,2†

Ω

0,36‡

330

22gˆ …

∆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

=

Š

‹

„

‹

„

‹

 „

‹

„

Π=



@

((=

M

@

(%=

@

((=

@

%(=

@

((=

∆@

@

((=

Ž

=



,

M

, '

,



,

, b

,

Ž

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

Ž

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 0,0045‡D = - 45,8378mS

Y

31

=

MI‹

„

L ‹

 „

D = MI0,1388‡ L 45,8333‡D = -45,9721mS

Y

32

=

MI‹

„

L ‹

„

D = MIM5  10



‡ L 0,0045‡D = -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‡

˜

—

™



™

š



˜ = 

›



L ›

š

L œ



œ

š

MIœ



Lœ

š

D

œ

š

›

ž

Lœ

šš

MIœ

š

Lœ

šš

D

MIœ



L œ

š

D MIœ

š

L œ

šš

D œ



Lœ

š

Lœ

š

Lœ

šš

L›

Ÿ

Ž*—

 



 

š

 

‘

˜



– 

 ¡

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 możemy zapisać macierz

¡

′

¡

′

=

¥¡

′

¡



′

¡



′

¡



′

¦ – 

¡

M ¡



¢

&(

¢

&&

¡



M ¡



¢

&%

¢

&&

¡



M ¡





¢

&(

¢

&&

¡



M ¡





¢

&%

¢

&&

Ž

¡

′

– 

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'

Ž =

=

‚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

poniżej f

dmin

, co oznacza że układ nie pracuje w

zadanym, w założeniach 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 założenia projektowe.

Jedynie f

g

znalazło się powyżej 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 pobliżu środka przedziału.

W przypadku gdy temperatura T=50°C parametry robocze układu uległy zmianie, jednak

zmiany były na tyle nie duże, że układ w tej temperaturze działa według założeń.

Po usunięciu pojemności C

E

parametry robocze układu uległy poważnym zmianom.

Częstotliwość dolna f

d

znalazła się poniżej zadanego przedziału, natomiast częstotliwość f

g

,

nawet po uwzględnieniu C

d

, znalazła się znacznie powyżej zadanego przedziału. Również

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, że jestem autorem powyższego 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 inż. 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 inż. 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