: Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении усилителя мощности
: Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении усилителя мощности
ВПУ-313. Предмет: Проектирование РЭА. Группа: РА-6. КУРСОВОЙ ПРОЕКТ. На тему: Расчет и проектирование в тонкопленочном исполнении схемы усилителя мощности. Учащегося: Короткова Е. В. Преподаватель: Даниелян В.С. Дата выдачи задания: Дата окончания проектирования: Москва 1997г.Схема усилителя мощности.
Эта схема представляет собой усилитель мощности на биполярном транзисторе, включенном по схеме с ОЭ. Переходной конденсатор C1 пропускает во входную цепь переменную составляющую напряжения источника сигнала и не пропускает постоянную составляющую. Блокирующий конденсатор C2 шунтирует резистор R4 по переменному току, исключая тем самым отрицательную обратную связь по переменным составляющим. Отсутствие конденсатора C2 привело бы к уменьшению усиления каскада. В области низших частот на работу усилителя оказывают влияние переходной и блокирующий конденсаторы, в области высших частот – частотная зависимость коэффициента тока базы, коллекторная емкость и емкость нагрузки.Описание элементов.
Резисторы:R1 = 2200 Ом R2 = 480 Ом R3 = 4500 Ом R4 = 120 Ом h = 100 мкм bтехн = 100 мкм | Dl = 100 мкм Db = 100 мкм DR1 = 10% DR2 = 0,9% DR3 = 7,2% DR4 = 0,9% | Drs = 0,4% rsопт = 300 Ом / P1 = 50 мВт P2 = 25 мВт P3 = 7 мВт P4 = 25 мВт |
С1 = 80 пф С2 = 2200 пф Uраб = 10 в Со = 20 пф/мм*мм | e = 5,2 tgr = 0,002 Кз = 3 | Tmax = 60 °C Dc = 3% Dl = 25 мкм |
Расчет конденсаторов.
1. Выбор материала диэлектрика. Выбор материала диэлектрика производят по таблице 3, исходя из исходных данных. Для C1 – электровакуумное стекло C 41 - 1. Для C2 – электровакуумное стекло C 41 - 1. Материалом обкладок для этих конденсаторов будет Al. 2. Определение уточненной толщины диэлектрика. d=0,0885*e/Co d=0,02301 мм 3. Определение площади перекрытия обкладок конденсаторов. S=C/Co*Кз SС1=20 мм*мм SС2=550 мм*мм 4. Определение размеров обкладок конденсаторов. Размеры верхних обкладок конденсаторов будут равны: __ lв.о.= bв.о.=Ö S lв.о.С1= bв.о.С1=4,472 мм lв.о.С2= bв.о.С2=23,452 мм Размеры нижних обкладок конденсаторов, с учетом допусков на перекрытие, будут равны: lн.о.=bн.о.= lв.о.+2(Dl+g) lн.о.С1=bн.о.С1=4,922 мм lн.о.С2=bн.о.С2=23,902 мм 5. Определение размеров межслойного диэлектрика. lд/э= bд/э =lн.о.+ 2(Dl+f) lд/э С1=bд/э С1=5,372 мм lд/э С2=bд/э С2=24,352 мм 6. Определение площади, занимаемой конденсаторами, по размерам диэлектрика. S = lд/э* bд/э SС1 = 28,858 мм*мм SС2 = 593.0199 мм*ммРасчет резисторов.
1. Выбор материала резистивной пленки. Для R1 - нихром X20H80. Для R2 - нихром X20H80. Для R3 - нихром X20H80. Для R2 - нихром X20H80. Проверим, правильно ли выбран материал резистивного слоя. Dф = DR/R*100 - Drs/rs*100; Dф1 = 0,3212 Dф2 = 0,0542 Dф3 = 0,0267 Dф4 = 0,6167 Резистивный материал выбран верно т.к. Dф1; D ф 2; D ф 3; D ф 4 > 0 Вкачестве материала контактных площадок используем Cu. 2. Определение коэффициента формы резисторов. Коэффициент формы определяется по формуле: Kф=; Кф1 = 7,3 Кф2 = 1,6 Кф3 = 15 Кф4 = 0,4 3. Определение конструкции резисторов по величине коэффициента формы. Для R1 - Форма прямоугольная, т.к. 1 £ Кф £ 10 Для R2 - Форма прямоугольная, т.к. 1 £ Кф £ 10 Для R3 - Форма составной меандр, т.к. 10 £ Кф £ 50 Для R4 - Форма прямоугольная, т.к. Кф < 1, но получается, что ширина > длины 4. Определение ширины резисторов. Рассчёт точной ширины резисторов производится по формуле: bточн= (Dl/Кф+Db)/Dф; Рассчёт ширины резисторов с учетом их мощности: bр= ; Для R1 - bр = 0,58 мм Для R2 - bр = 0,88 мм Для R3 - bр = 0,15 мм Для R4 - bр = 1,76 мм Для R1 - bточн = 0,8849 мм Для R2 - bточн = 4,9 мм Для R3 - bточн = 9,9875 мм Для R4 - bточн = 1,4188 мм Выбираем из всех значений ширины сопротивления максимальное значение: R1 max [ bтехн=0.1мм bточн=0,88 мм bp=0,58 мм] b1=0,88 мм R2 max [ bтехн=0.1мм bточн=4,9 мм bp=0,88 мм] b2=4,9 мм R3 max [ bтехн=0.1мм bточн=9,98 мм bp=0,15 мм] b3=9,98 мм R4 max [ bтехн=0.1мм bточн=1,41 мм bp=1,76 мм] b4=1,76 мм 5. Расчет длины резисторов. Расчетная длина резистора определяется как: Lрасч = b*Kф; Полная длина резистора определяется как: Lполн = Lрасч +2h; Lрасч R1 = 6,424 мм Lрасч R2 = 7,84 мм Lрасч R3 = 149,7 мм Lрасч R4 = 0,704 мм Lполн R1 = 6,624 мм Lполн R2 = 8,04 мм Lполн R3 = 149,9 мм Lполн R4 = 0,904 мм 6. Расчет площади резисторов. S = Lполн * b SR1 = 5,829 мм*мм SR2 = 39,396 мм*мм SR3 = 1496 мм*мм SR4 = 1,59 мм*мм Все полученные значения резисторов приведены в таблице:Резистор | Номинал | Материал Резистора | Размеры b, мм | Размеры l, мм | Размеры S, мм*мм | Коэф. формы |
R1 | 2,2 кОм | X20H80 | 0,88 | 6,624 | 5,83 | 7,3 |
R2 | 480 Ом | X20H80 | 4,9 | 8,04 | 39,39 | 1,6 |
R3 | 4,5 кОм | X20H80 | 9,98 | 149,9 | 1496 | 15 |
R4 | 120 Ом | X20H80 | 1,76 | 0,904 | 1,59 | 0,4 |