Проектирование дифференциального усилителя
1. Расчёт
требуемых характеристик источника питания
Предварительно
выберем транзистор по , так, чтобы его максимальное
значение превышало примерно в два раза, т.е. 9.2 мА.
Тогда выберем полевой транзистор с изолированным затвором и каналом n-типа 2П902А.
Параметры
транзистора:
По графику
определим крутизну транзистора при
Примем и найдём , зная и :
По ряду Е24
выберем 130 Ом
Ток на будет складываться из токови
Напряжение
питания можно взять немного больше необходимого.
2. Расчёт
и выбор всех элементов схемы (номиналов и мощностей)
Для
определения сопротивлений делителей, найдём напряжение на затворе.
Как видно из
графика, примерно равно
Тогда:
Т.к. через
первый делитель протекает тот же ток что и на втором, рассчитаем
Из
стандартного ряда E24 выберем 2.2МОм
Считаем
входное сопротивление каскада по формуле:
что соответствует
условию задания
3. Расчёт
и выбор всех элементов схемы (номиналов и мощностей)
1)
Расчёт
конденсаторов.
Из условия,
что сопротивление конденсатора на нижней частоте усиления каскада много меньше
входного сопротивления каскада, т.е. , примем :
В качестве
конденсатора выберем электролитический конденсатор К53–4А с номинальной
ёмкостью 10 мкФ и напряжением 20В.
2)
Расчёт
резисторов
Определение
мощностей:
Выбор
резисторов:
Резисторы
необходимо выбрать из расчёта того, что их мощность должна быть больше
рассчитанной.
(,,,,) < 0,125 Вт
Следовательно,
выбираем все резисторы C2–33–0.125 с номинальной мощностью 0,125 Вт
3) Выбор
транзисторов:
Рассчитаем :
Так как для
транзистора 2П902А и , он
подходит.
4. Расчёт
КПД схемы при синусоидальном входном сигнале
:
Дано:
синусоидальный входной сигнал
Сначала найдём ток и напряжение нагрузки на выходе.
Найдём
полезную мощность:
Найдём
потребляемую мощность:
КПД:
5. Расчёт смещения
нуля на выходе системы
Напряжение
смещения зависит от тока и сопротивления, с учётом стандартного ряда. Резисторы
и выбирали по ряду Е24, следовательно нужно
учитывать погрешность, равную
Рассчитаем
смещение на резисторах и при максимальной погрешности обоих
резисторов:
Рассчитаем
смещение на резисторах и при максимальной погрешности обоих
резисторов (для ряда Е24 это):