Электронные цепи и микросхемотехника

Министерство Образования и Науки

Российской Федерации

Брянский Государственный Технический Университет

Кафедра "Автоматизированный электропривод"

Курсовой проект по дисциплине

"Электронные цепи и микросхемотехника"

Студент группы 05-ПЭ

Фролов С.В.

Преподаватели

Хвостов В.А.

Зотин В.Ф.

Зотин Д.В.

Брянск 2007

Содержание

Введение

1. Разработка однокаскадного УНЧ

2. Синтез преобразователя аналоговых сигналов на базе операционного усилителя

3. Разработка комбинационного логического устройства

4. Разработка источника питания для УНЧ

Список литературы

Введение

Основной задачей данного курсового проекта являлось приобретение навыков проектирования устройств электронной техники. При выполнении курсового проекта были спроектированы следующие устройства: усилитель низкой частоты на транзисторах, преобразователь аналоговых сигналов на базе операционного усилителя, комбинационно-логического устройство и транзисторный стабилизатор постоянного напряжения. Расчёты подкреплены моделированием в среде OrCAD. При выполнении курсового проекта необходимо решить ряд задач, тематика которых отражает основные разделы изучаемой дисциплины.

1. Разработка однокаскадного УНЧ

Исходные данные:

1. параметры источника сигнала:

U_вх = -1…+1В

f_вх = 1…10 кГц

R_i = 1 МОм,

2. сопротивление нагрузки: Rн = 5кОм

3. напряжение источника питания: U_п = +24В

4. коэффициент усиления напряжения: K_U = -

Источник сигнала и нагрузка гальванически связаны с общим выводом (точкой нулевого потенциала); диапазон рабочих температур – 0…70 ⁰ С

Сопротивления источника сигнала велико (R_i = 1 МОм), поэтому необходимо использовать схематическое решение, при котором входное сопротивление усилителя значительно больше этого сопротивления. Этим условиям удовлетворяет усилитель на полевом транзисторе. Для этого подходит схема с общим истоком. Схема с общим затвором не подходит из-за того, что не обеспечивает большого входного сопротивления, а схема с общим стоком – из-за невысокой крутизны передаточной характеристики.

Рис.1.1 Усилительный каскад с общим истоком

Источник сигнала имеет достаточно большую амплитуду, поэтому необходимо использовать полевой транзистор (n – канальный с p-n переходом) с напряжением отсечки U_ЗИотс > - 2B. Лучше всего использовать составной элемент из полевого и биполярного транзисторов, что позволит увеличить невысокую крутизну полевого транзистора. Введением отрицательной обратной связи по переменному току мы добьемся температурной стабилизации.

Выберем полевой транзистор. Так как напряжение питания равно U_п = +24В, то у него U_{C И max} должно быть больше 24В; U_ЗИотс > - 2B (см. выше). Одним из таких транзисторов является 2N4222: U_ЗИотс = - 4.1B, I_Снач = 8мА, U_{C И max} = 30В.

Выберем биполярный транзистор: это должен быть транзистор с U_КЭ > 24В, большой мощности. Например, транзистор 2N2270: U_КЭ0 = 45В, Р_tot = 1 Вт, I_{К max} = 1A, h_21Э = 50…200.

Определим эквивалентные параметры транзистора VT3:

I_Снач . При этом U_{ЗИ. VT 3} = 0. Предположим, что транзистор VT2 находится в активном режиме, тогда U_{БЭ. VT 1} = 0.7В (кремниевый транзистор), тогда напряжение U_{ЗИ. VT 2} = - 0.7B, определим ток стока VT1 при этом напряжении:

Выберем сопротивление R1 таким образом, чтобы через него текла примерно 10-я часть тока стока транзистора VT1, R1 = 1.1кОм, тогда ток коллектора транзистора VT2:

, I_{Снач VT 3} = 0.253А.

Рис.1.2

Напряжение U_{ЗИотс VT 1} = U_{ЗИотс VT 3} = - 4.1B, крутизну транзистора VT3 для любого напряжения U_ЗИ можно определить как S_{VT 3} = S_{VT 1} ·(h_21Э + 1). Из этой формулы видно, что полученная эквивалентная схема на транзисторе VT3 будет обладать большей крутизной, чем один полевой транзистор и, следовательно, большим усилением.

Определив параметры транзистора VT3 можно перейти к расчёту схемы Рис.1.1.

Так, как амплитуда входного сигнала 1В, то выберем U_ЗИ = - 2В, определим ток стока при этом напряжении:

.

Эквивалентный транзистор VT3 работает в режиме А. Необходимое смещение обеспечивается за счёт падения напряжения на резисторе R_И :

Из стандартного ряда Е24 выбираем R_И = 30Ом. Для обеспечения оптимального режима работы каскада потенциал стока примем равным половине напряжения питания, откуда определим сопротивление R_C :

Из стандартного ряда Е24 выбираем R_C = 180Ом. Ток затвора транзистора VT3 равен току затвора транзистора VT1 I_З = 0.1нA, поэтому для обеспечения входного сопротивления 10МОм, можем выбрать резистор R_З = 10МОм (при этом

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать