Wzmacniacz WE - potrzebna pomoc przy obliczeniach wstepnych.

Witam!
Potrzebuje pomocy przy zadaniu z laboratorium elektroniki. Jestem informatykiem i takie zagadnienia sprawiaja mi trudnosci, chodz Wam moga wydac sie bardzo latwe. Musze zaznaczyc ze nie chodzi mi o same wyniki koncowe tylko o sposob wyliczania tych wartosci krok po kroku bo musze to opanowac.

Zadanie jest nastepujące:
Obliczyc takie wartosci elementow Rc i C2 aby napieciowe wzmocnienie skuteczne kuef0 bylo rowne 9, oraz dolna czestotliwosc graniczna fd3dB byla rowna 25 Hz.
Przyjac ze h21e tranzystora BC 147 wynosi 370.
Obliczyc fg3dB zaprojektowanego ukladu.

Ponizej zalaczam schemat ukladu. Bede bardzo wdzieczny za wszelka pomoc w tym temacie poniewaz sam nie moge niestety tego ruszyc

Pozdrawiam

Rc=(9R2Uz)/(Uz+10Ube+10Ib*R2)

Uz=15V


Jeżeli chodzi o C2 to niestety nie mam pojęcia jak go policzyć, jest to kondensator sprzęgający, który służy tylko i wyłącznie do odizolowania napięcia stałego od zmiennego i szumów tranzystora.

Ten wzór na Rc jest błędny bo to chodzi o wzmocnienie skuteczne. Czyli z uwzględnieniem Rg i RL
A wzór na C2 jest bajecznie prosty
C2=1/(2* Π*Fd*(Rc+RL))

I mam pytanie czy schemat jest poprawny (wartości rezystorów w bazie i emiterze).
Bo dla tych danych to Rc wychodzi ok. 503Ω
Co jest trochę dziwne i praktycznie dyskwalifikuje ten układ jako wzmacniacz.

Wielkie dzieki za zainteresowanie Panowie,
teraz moja kolej na odpowiedzi, to moze po kolei:
schemat jest napewno prawidłowy, co do tego nie ma watpliwosci bo dostalismy taki do zrealizowania od wykladowcy, zreszta znalazlem taki w skrypcie i internecie.
jony - z tego co wiem to w innych grupach wartosc wyliczona odbiegala od tej stosowanej w praktyce wiec moze tu byc jakies odstepstwo - sam nie wiem jak to jest.
Dlaczego ta wartosc jest dziwna i jaka powinna byc wartosc tego Rc zeby uklad nadawal sie na wzmacniacz? Jesli mozesz to napisz chociaz po krotce.
I jaki jest wiec prawidlowy wzor na to Rc?? I skad w sumie biora sie te wzory na Rc i C2.
Bardzo prosze o dalsza pomoc z zamian chetnie oddam punkty - chociaz tak moge sie odwdzieczyc

Problem leży w tym że:.
Prąd kolektora jest mały ( równy ok. Ic=900uA, to chyba umiesz policzyć).
I wzmocnienie tez ma być małe.
A dla uzyskania jak największego sygnału wyjściowego napięcie na kolektorze dobiera się z reguły cos w okolicy 0.5Uzas czyli 7.5V.
A skoro wzmocnienie ma wynosić 9V/V(chodź wzmocnienie samego wzmacniacza musi wynosić ok. 17.5V/V , bo w układzie jest rezystor Rg) to i Rc musi być mała bo
Ku=(Ic*Rc)/26mV=17.5V/V
Rc=(ku/Ic)*26mV=(17.5/900uA)*26m=19.4K*26m=504ohm

Co dla prądu Ic=900uA da bardo wysokie napięcia na kolektorze (14.5V) a tym samym bardzo małą amplitudę sygnału wyjściowego.

Te 17.5V/V wzięło się z tego ze na wzmocnienie skuteczne duży wpływ ma Rg i Rwe wzmacniacza.
Tu masz to dobrze opisane
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic723938.html#3721410
Teraz nie mam ochoty tego opisać i z tego się dowiesz i obliczysz sobie te 17.5V/V
A kondensator C2 decyduje o częstotliwości granicznej obwodu wyjściowego.

Dziekuje jony!
Podziekowanie i punkty juz do Ciebie powedrowaly,
mam jeszcze pytanie - jakiego wzoru uzywasz do obliczania tego Rc?? Pisales na poczatku ze wzor ktory napisal JediMaster jest nieprawidlowy.. Jak powienien wiec wygladac? Jak bys mogl jeszcze to napisac bylo by super..
Moze ktos ma jeszcze jakieg propozycje?

Dodano po 19 [minuty]:

Przepraszam nie zauwazylem ze juz napisales ten wzor. Tylko nie mam pewnosci co do tego wyliczenia Ic chyba zle sie za to zabieram..

Witam

Widzę bardzo ciekawą dyskusję dlatego sie zainteresowałem.
Mógłbyś jony mi wyjaśnić w jaki sposób wyliczyłeś Ic, bo próbuję sam liczyć i nie wychodzi mi 900uA i jeszcze to Rc bo też nie wiem skąd się bierze 503ohm?

pozdro i dzieki za odp

jogiber napisał:

Mógłbyś jony mi wyjaśnić w jaki sposób wyliczyłeś Ic, bo próbuję sam liczyć i nie wychodzi mi 900uA

Podaj swój sposób a powiem ci gdzie robisz błąd. A może to ja machnąłem się w obliczeniach ( dokładnie to dla Ube=0.6V Ic=897uA).

Ja to liczę tak:

Ub=R2/(R1+R2)*Ec=3,75V

Rb=R1*R2/(R1+R2)=75k

Ib=Ub/Rb=0,05mA

Ic=Ib*Beta=0,05mA*370=18,5mA

Tylko nie wiem czy tak można. Jeśli nie to proszę o poprawkę i dokładne wyprowadzenie wzoru na Rc i Ic (Jeśli chodzi o te twoje wyliczenia jony to czy można to obliczyć nie wykorzystując potencjału termicznego?)

Dzięki serdeczne i pozdrawiam

Zgodnie z zasadą Thevenina rezystory R1 i R2 można zastąpić jednym rezystorem Rb i jednym źródłem napięcia Eth.
Gdzie:
Rb=R1||R2=300k||100k=75K
$$Eth=Ucc*\frac{R2}{R2+R1}=3.75V$$

Po tych zmianach schemat będzie wyglądał tak


I dla oczka wejściowego możemy napisać zgodnie z II prawem kirchhoffa.
Eth=Rb*Ib+Ube+Ie*Re
Uwzględniając ze
Ie=Ic+Ib=β*Ib+Ib=(β+1)*Ib
teraz mamy
Eth=Rb*Ib+Ube+(β+1)Ib*Re
Skąd możemy wyznaczyć już Ib
$$Ib=\frac{(Eth-Ube )}{Rb+(beta+1)*Re}=2.42uA$$

I prąd kolektora Ic
$$Ic=beta*Ib=\frac{beta*(Eb-Ube )}{Rb+(beta+1)*Re}=897uA$$

teraz sprawa Rc
I tego wzoru:
Rc=(ku/Ic)*26mV

Na początek obliczmy rezystancje wejściową naszego wzmacniacza.
Rwe=RB1||RB2||RweT
RweT=(β+1)*re
gdzie re to rezystancia wewnętrzna emitera równa
re=26mV/Ic

RweT=371*29=10.75K
I Rwe
Rwe=75K||10.75K=9.4K

I teraz bardzo ważne
Rezystancja generatora Rg z rezystancją wejściowa wzmacniacza Rwe, tworzy dzielnik napięć, który zmniejsza sygnał podawany z generatora na bazę tranzystora.
"Wzmocnienie" tego dzielnika wynosi: k=Rwe/(Rg+Rwe)=9.4K/(10K+9.4k)=9.4k/19.4k=0.484

Wzmocnienie skuteczne wynosi:
Kus=K*Ku
gdzie
Ku to wzmocnienie samego wzmacniacza tranzystorowego (gdy Rg=0)
Ku=Rc/re

W tym przykładzie Kus ma być równe 9V/V
czyli wzmocnienie tranzystora ku musi byc równe
Ku=Kus/K=9/0.484=18.6V/V

I teraz wyznaczamy Rc ( chodź tak na prawdę to jeszcze nie Rc tylko Ro)
Ku=Rc/re
Rc=re*ku=29*18.6V/V=539ohm

Dokładną wartość można by było wyznaczyć uwzględniając RL
Ro=539ohm
Ro=Rc||RL
Rc=(Ro*RL)/(RL-Ro)=542ohm=510 lub 560 (najbliższe wartości z szeregu E24)
Jak widać dokładne wartość jest trochę inna niż moja poprzednia wartość.
No i jak widać nie da sie pozbyć potencjału termicznego.
Bo i tak on występuje we wzorze na re
Układ można by było zaprojektować trachei inaczej.
Wstawiając szeregowo z kondensatorem Ce rezystor Rf
I wtedy wzór na wzmocnienie
Ku=Ro/(re+Rf)
I tak wstawiając Rc=7.5K
co da Ro=6.9K
I teraz dobrać Rf by by ku wyniosło 10.5V
Rf wyjdzie z 620ohm

witam
@jony
Mógłbyś podać mi książkę dzięki której tak dobrze opanowałeś wzmacniacze RC. (jeśli z jakieś kożystałeś )

Pzd.

Głownie to dzięki EDW i artykułom Piotra Góreckiego „Tranzystory dla początkujących”
http://www.edw.com.pl/index.php?module=Conten...ndex&func=display&ceid=60&meid=13#K2poznajemy
Jak i sztuka elektroniki, Układy półprzewodnikowe.
http://www.ise.pw.edu.pl/~burd/ppracy02.pdf