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:
Основное падение напряжения будет на . Входное сопротивление каскада в основном будет определяться значениями резистора . Пусть >, выберем =0.82 МОм. Рассчитаем ток делителя по формуле:
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):
Таким образом
