13. Оформить пояснительную записку в соответствии с требованиями ГОСТа к технической документации.

14. Оформить чертежи и рисунки в соответствии с требованиями ЕСКД на отдельных листах и приложить их к пояснительной записке. Привести электрическую принципиальную схему усилительного каскада, перечень элементов.

4. Методические указания к выполнению курсовой работы

Проектирование согласно ЕСКД включает в себя составление технического задания (ТЗ), технического предложения, эскизного и технического проектов. При учебном проектировании основные характеристики технического задания выдаются преподавателем. С целью развития самостоятельности студентов эти характеристики задаются не в полном объеме, и первым этапом выполнения курсовой работы является анализ технического задания и его уточнение. Уточнение ТЗ проводится в соответствии с интересами студента и его наклонностями, но таким образом, чтобы они не вступали в противоречие с пунктами ТЗ. При этом в качестве источников могут быть использованы различные нормативные материалы, ГОСТы, каталоги, РТМ, инструкции, описания, технические условия выпускаемых промышленностью приборов, справочная литература, статьи, патенты. В результате уточнения ТЗ могут устанавливаться требования к вспомогательным устройствам, механические и климатические требования, эксплуатационные требования, требования по надежности и т.п.

На стадии технического предложения выполняют анализ ТЗ, осуществляют подбор необходимой литературы, приводят и сравнивают различные варианты структурных схем усилительных каскадов. При эскизном и техническом проектировании обосновывается выбранная структурная схема каскада. На этом этапе структурная схема может уточняться, видоизменяться по сравнению со стадией технического предложения. Обоснование проводится путем сопоставления различных вариантов и их оценки с точки зрения технических и экономических требований. На этапе технического проектирования студент должен выполнить расчет по определению параметров активного элемента и всего усилительного каскада.

Следующий раздел проектирования заключается в разработке принципиальной схемы усилительного каскада. На этом этапе проводится электрический расчет схемы с обоснованием выбранной элементной базы. Составляется перечень элементов к принципиальной схеме.

Результаты выполнения курсовой работы оформляются в виде пояснительной записки объемом 15 - 20 листов формата А4 (210 х 297). Титульный лист следует оформить в соответствии с прил. 1. Пояснительная записка должна быть написана в сжатой форме, с четкими формулировками и определениями. Применяемые термины должны соответствовать стандартным или являться общепринятыми в технической литературе. В библиографическом списке должны быть указаны источники любой вводимой в курсовую работу информации (стандарты, РТМ, справочники и т.д.) в последовательности появления в тексте библиографических ссылок. Все графики вычерчиваются на миллиметровой бумаге.

При проведении расчетов следует приводить общие и окончательные расчетные формулы, выполнять в явном виде подстановку числовых значений, указывать размерности. Решения должны сопровождаться краткими пояснениями.

В записке необходимо привести принципиальную схему, выполненную в соответствии с требованиями ЕСКД на белой или миллиметровой бумаге стандартного размера. Перечень элементов схемы рекомендуется выполнять на отдельном листе в соответствии с ГОСТом (прил. 2).

Защита курсовой работы является заключительным этапом учебного проектирования и проводится перед комиссией. В ходе защиты студент кратко докладывает о выполнении ТЗ, отмечая наиболее важные решения в курсовой работе, отвечает на поставленные членами комиссии вопросы.

Рекомендуется следующий порядок выполнения работы

1. Возьмите 2 - 3 справочника по транзисторам (см. библиографический список) разных лет издания (в более ранних найдете статические характеристики, в поздних - полнее представлены параметры и зависимости параметров от режима работы транзистора). Выпишите электрические параметры транзистора (с указанием условий их измерения). На миллиметровую бумагу перенесите семейства входных и выходных характеристик (при необходимости для более удобного графического определения параметров вблизи рабочей точки измените масштабы по осям). Перерисуйте также зависимости граничной частоты, постоянной времени обратной связи от режима (при их наличии). Не забудьте указать источники информации в библиографическом списке пояснительной записки и ссылкой в тексте.

2. На семействе выходных характеристик постройте нагрузочную прямую по постоянному току согласно ее уравнению:

а) для схемы включения биполярного транзистора (рис. 1, 2, С_С – разделительный конденсатор)

и нагрузочная прямая строится по двум точкам: при I_К= 0, U_КЭ = Е_П и при U_КЭ = 0, I_К = Е_П/R_К.

Рис. 1. Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером и фиксированным током базы

Рис. 2. Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером и фиксированным напряжением база-эмиттер

Для схемы включения биполярного транзистора, представленной на
рис. 3, предварительная нагрузочная прямая определяется уравнением

и строится по двум точкам: при I_К= 0, U_КЭ = Е_П и при U_КЭ = 0, I_К= Е_П/R_К. После выбора величины резистора R_Э положение нагрузочной прямой уточняется
(поясняется ниже).

Рис. 3. Схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией

б) для схем включения полевого транзистора, представленных на
рис. 4, 5, нагрузочная прямая определяется уравнением

и строится по двум точкам: при I_С = 0, U_СИ = Е_П и при U_СИ = 0, I_С = Е_П/R_С.

В случае выбора схемы с автосмещением, т.е. схемы, в которой напряжение смещения обеспечивается за счет резистора в цепи истока (рис. 6, 7), уравнение нагрузочной прямой преобразуется к виду

Строится нагрузочная прямая по двум точкам: при I_С = 0, U_СИ = Е_Пи при U_СИ = 0, I_С = Е_П/(R_С+R_И). Но сначала нагрузочная прямая строится в соответ-ствии с уравнением I_C = (E_П-U_СИ)/R_С для оценки ориентировочного значения тока стока I_С в рабочем режиме. После определения величины R_И положение нагрузочной прямой уточняется (пояснения приведены ниже).

Рис. 4. Схема включения МДП - транзистора с встроенным каналом с общим истоком

Рис. 5. Схема включения МДП - транзистора с индуцированным каналом с общим истоком

Рис. 6. Схема включения полевого транзистора с управляющим p – n переходом с общим истоком и автоматическим смещением

Рис. 7. Схема включения полевого транзистора с управляющим p – n переходом с общим истоком, автоматическим смещением и делителем напряжения

3. Для обеспечения возможности контроля и корректировки вычислений записи всех расчетов проводите по образцу - аналогу:

МОм.

4. Выберите на нагрузочной прямой режим покоя (рабочую точку). Зафиксируйте параметры режима покоя. Кроме обеспечения заданного смещения, необходимо принимать специальные меры по стабилизации исходной рабочей точки. Цель стабилизации – предотвращение сильных нелинейных искажений и тепловой неустойчивости транзисторов (особенно биполярных), а также уменьшение нестабильности параметров усилительного каскада. Схема стабилизации положения рабочей точки выбирается самостоятельно, а в пояснительной записке приводится обоснование выбора положения рабочей точки и схемы ее стабилизации:

а) для биполярного транзистора рабочую точку выберите примерно посередине между режимами отсечки и насыщения в точке пересечения нагрузочной прямой с ближайшей выходной характеристикой. При отсутствии таковой - достройте дополнительную(ые) характеристику(и) с учетом закономерностей хода характеристик, приведенных в справочнике. Зафиксируйте параметры режима покоя – I_Б0, U_БЭ0, I_0К, U_КЭ0. Этот режим работы транзистора задается или током базы I_Б0, или напряжением смещения U_БЭ0.