Томашек К.
>6 • Номограммы в транзисторной технике. Пер. с чешек. М., «Энергия», 1975. 192 с. с ил.
В книге представлены 142 номограммы, с помощью которых решаются 250 уравнений, часто встречающихся при расчете схем на транзисторах.
Книга предназначена для широкого круга специалистов, занимающихся разработкой радиоэлектронной аппаратуры,
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Предлагаемая вниманию читателей книга К. Томашека <Номограммы в транзисторной технике» посвящена одному из интереснейших методов расчета. По легкости, наглядности и быстроте вычислений номограммы имеют несомненные преимущества перед многими другими математическими методами. Точность расчетов-по номограммам, составляющая в среднем 5—10%, вполне удовлетворительна для большинства практических задач электротехники и радиоэлектроники. Большую экономию времени дает работа с номограммами при решении однотипных задач, вычислениях по сложным уравнениям с нелинейными функциями и в некоторых других случаях. Основной недостаток метода—отсутствие универсальности. Каждая конкретная задача требует наличия специальных номограмм: редко когда удается приспособить номограмму, построенную по одной формуле, для решения другого уравнения. Поэтому все вновь разрабатываемые инженерные расчеты необходимо заново номографировать и включать в новые сборники.
Автором была поставлена интересная задача — номографировать уравнения, относящиеся к различным областям транзисторной техники, начиная от описания основных параметров транзисторов и кончая расчетом транзисторных ступеней усиления, генерации и преобразования напряжений. Эта задача была успешно решена: в предлагаемой читателю книге содержится 142 номограммы, большая часть которых до сих пор не была опубликована.
К сожалению, упоминавшийся выше недостаток номографического метода — отсутствие полноты и универсальности —сказался и в этом сборнике. В книгу не вошли номограммы, касающиеся работы транзисторов в преобразователях частоты, некоторых импульсных схемах (триггеры, блокинг-генераторы и др.), стабилизаторах напряжения. Полностью отсутствуют номограммы, необходимые для расчета схем на полевых транзисторах, несмотря на то, что в этой области уже достигнуты значительные успехи.
Русский перевод книги подвергся .незначительным изменениям, главным образом связанным с системой обозначений. В примерах расчета по номограммам все зарубежные типы транзисторов заменены отечественными аналогами. В случае отсутствия аналогичного прибора марка транзистора не указывается. Индексы схем включения даются прописными буквами для обозначения параметров большого сигнала и строчными—для малосигнальных параметров. Параметры четырехполюсников на низких частотах обозначаются строчными латинскими буквами, на высоких частотах —прописными. Для других параметров взяты обозначения, наиболее широко применяемые в отечественной литературе.
В. Брускин
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к русскому изданию...................... 3
Предисловие автора......................•.......' 4
Перечень основных обозначений, используемых-в номограммах ...... 5
Раздел пер вы и ПРИМЕРЫ ПОЛЬЗОВАНИЯ НОМОГРАММАМИ
Введение ./. . .,.............;.................... °
Транзистор как активный четырехполюсник.............• • • 9
Предельные и граничные частоты транзисторов............... 18
Шумы...................... . . ............. . 19
Тепловые параметры транзисторов...................... 21
Выбор и стабилизация рабочей точки транзистора . .......... . 23
'Транзисторы в усилителях......'.................. • • . 27
Транзисторы в ключевом режиме............., • • •....... 7°
Разные схемы на транзисторах........................ 42
Вспомогательные номограммы........................ 44
Раздеявторой НОМОГРАММЫ
Н-1 Расчет коэффициента усиления по постоянному току Вст или А21Э ,• 46
Н-2 Расчет параметров Аш АИ по токам ' ?[, i"z и напряжению^ . 47
Н-3 Расчет параметров Ai2> АИ по напряжениям и\, и\ и току ta 48
Н-4 взаимный перевод параметров Аэ и А6..........•..... '49
Н-5 Насчет параметров Ак по параметрам Аб............... 50,
Н-6 Зависимость параметра Л119 от выбора рабочей точки ....... 51
Н-7 Зависимость параметра А,2Э от выбора рабочей точки ....... 52
Н-8 Зависимость параметра А229 от выбора рабочей точки транзистора
с однородной базой...........• • •............ 53
Н-9 Зависимость параметра h^3 от выбора 'рабочей точки транзистора
с неоднородной базой ......................... 54
Н-19 Зависимость параметра Ап6 от выбора рабочей точки ....... 55
Н-11 Зависимость параметра А12в от выбора рабочей тонки-. ...... 5о
Н-12 Зависимость параметра А^ от выбора рабочей точки транзистора
с однородной базой . . . Л..........• • • • •....... , 57
Н-13 Зависимость параметра.Л-цв от выбора рабочей точки транзистора
с неоднородной базой......................... 58
Н-14 Взаимный перевод токов /к.во и /к-90 ...........•..... **
Н-1'5 Взаимный перевод параметров Аэ и z9................ w
Н-16 Расчет параметров г$ ио параметрам Н6 »........ ... . . .- « Ь1
Н-17 Взаимный перевод параметров Аэ и у3~- ;• • • •........• • • ',§*•'
Н-18 Расчет параметров j/g по параметрам Аб........ •...... ^
Н-19 Расчет определителя ДЛЭ по параметрам Л9 ............ • \ ^*
Н-20 Расчет определителя ДА6 по параметрам Ag ......... . . . . Щ
Н-21 Расчет определителя ДЛк, по параметрам Лк ............ оВ
Н-22 Взаимный перевод значений определителей ДЛ9 и ДЛв ....•-.. . -W
Н-23 Расчет определителя Дгэ или Д Н-24 Расчет опреДелителя Дгб или Дув по параметрам Aui5 и A^g ... ЬЭ
Н-25 Расчет параметров эквивалентво^ Т-образной схемы транзистора ,•
га, Гц г^ по параметрам Ав . .'.................... 70,
Н-26 Расчет сопротивления гт эквивалентной Т-образной схемы..... 71
Н-27 Соотношение между сопротивлениями гк и гк.ь эквивалентной
Т-образной схемы............................ 72
Н-28 Соотношение между ёмкостями Ск и Ск.э эквивалентной Т-образной схемы................................. 73
Н-29 Взаимный пересчет реактивной проводимости 6119 и емкости С119
или Ь116 и Спб............................. 74
Н-30 Взаимный пересчет реактивной проводимости 6129 и емкости С]2,
или &12б и С12б . :............................ 75
Н-31 Взаимный пересчет реактивной проводимости Ь&3 и емкости С22Э
ИЛИ &22б и С22б.............................. 76
Н-32 Расчет активной проводимости g12 по модулю полной проводимости
I ^iz и фи Для схем ОЭ и ОБ.................... 77
Н-33 Расчет реактивной проводимости Ь12 по К12 I и ш12 для схем ОЭ
и ОБ.................................... 78
Н-34 Расчет параметров | Ylt\ и ф12 по #12 и Ь12 для схем ОЭ и ОБ 79 Н-35 Расчет активной проводимости gns по | 721Э | и (ра1э или реактивной проводимости 621б по К21б и ф21б.......;....... 80
Н-36 Расчет реактивной проводимости 621Э по | У21Э и фЕ1э или активной проводимости g2l6 по [ Уа1б| и ф216 ............... 81
Н-37 Расчет параметров | F211 и ф21 по g2i и *>2i Для схем ОЭ и ОБ 82 Н-38 Расчет активной проводимости gm и сопротивления г6, э эквивалентной П-образной схемы....................... 83 -
Н-39 Расчет сопротивления r6, K эквивалентной П-образной схемы ... 84
Н-40 , Расчет емкости Сб, ^ эквивалентной П-образной схемы....... 85
Н-41 Взаимный перевод частот /А21б и /д^э.........' ....... 86
Н-42 Расчет частоты /^219 по /А219..................... 87
Н-43 Расчет граничной частоты коэффициента усиления по току /т 88
Н-44 Взаимный перевод частот 7Л21б и /т .................. 89
Н-45 Расчет частоты fMaKc. коэффициентов усиления 'по мощности
^Рмакс и «Рмакс в схеме с ОБ................ . . /. 90
Н-46 Определение постоянной времени т = гб, &С6к ......;-..'.. 91
Н-47 Расчет эффективного значения напряжения шума (/щ.г....."• 92
Н-48 Определение граничной частоты/п................. . 93
Н-49 Взаимный перевод коэффициента шума f j (или fj) и основного
коэффициента шума* ^„(или F0) . ................... 94
Н-50 Определение коэффициента шума усилителя А, для заданного отношения сигнал/шум Д& -....-.................... . 95
Н-51 Зависимость от температуры обратного тока коллектора /K.,JO ... 96
rli-52 Зависимость от температуры напряжения ?/9.в........... 97
'Н-53 Температурная зависимость сопротивления г3 эквивалентной
Т-образной схемы.............................. 98
Н-54 Соотношение между мощностью рассеивания коллектора, температурой перехода коллектор— база, температурой окружающей среды
и полным тепловым сопротивлением •...-.•.........-. . . . . 99
Н-55 Тепловое сопротивление горизонтально расположенного плоского
-полированного радиатора .'...................... 100
Н-56 Тепловое сопротивление вертикально расположенного плоского
полированного радиатора..............: ......... 101
Н-57 Тепловое сопротивление горизонтально расположенного плоского
•! • черненого радиатора .•......,. v......."............ 102
Н-5& Тепловое сопротивление вертикально расположенного плоского
черненого радиатора . .......................... 103
Н-59 Расчет коэффициента нестабильности SH............... 104
Н.-60 Расчет сопротивлений резисторов /?i и ^2 схемы установки и стабилизации рабочей точки с отрицательной ОС по постоянному току 105
183 - '
Н-61 Расчет сопротивлений резисторов R3 и Rt схемы установки и стабилизации рабочей точки с отрицательной ОС по постоянному току................................... 106
Н-62 Расчет сопротивления резистора /?! схемы установки и стабилизации рабочей точки с отрицательной ОС по постоянному напряжению ..... ,i................-. ........... 107
Н-63 Расчет сопротивления резистора /?5 схемы установки и стабилизации рабочей точки с отрицательной ОС по постоянному напряжению . ................................. 108
Н-64 Расчет сопротивлений резисторов /?, и RZ схемы установки и стабилизации рабочей точки с комбинированной отрицательной ОС 109
Н-65 Расчет сопротивлений резисторов R-3 и Rb схемы установки и стабилизации рабочей точки с комбинированной отрицательной ОС 110
Н-66 Определение емкости Сэ (ЗДБ)..................... 111
Н-67 Определение емкости Сб (здБ)..................... 112
' Н-68 Расчет емкости Сэ,т , или Сб,т ,. Взаимный перевод коэффициентов частотных искажений УИ„ и тн ................ 113
Н-69 Входное сопротивление /?вх э линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОЭ)..................,...... 114
Н-70 Выходная проводимость Овых э линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОЭ).......................... 115
Н.-71 Коэффициент усиления по току /С;э линейного (предварительного)
каскада УНЧ (схема с ОЭ)...............'....... 116
Н-72 Коэффициент усиления по напряжению Каз линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОЭ) ................. 117
Н-73 Согласованные сопротивления /?гоэ и #но<» линейного (предвари- "
тельного) каскада УНЧ (схема с ОЭ)................. 118
Н-74 Максимальный коэффициент усиления, по мощности Крэ макс согласованного линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОЭ) ...,................................ 119
Н-75 Входное сопротивление RBX g линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОБ)........................ 120
Н-76 Выходная проводимость Овых б линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОБ)........................ 121
Н-77 Коэффициент усиления по току /Qe линейного (предварительного)
каскада УНЧ (схема с ОБ) . . . . •.................. 122
Н-78 Коэффициент усиления по напряжению К.и(, линейного (предварительного)'каскада УНЧ (схема с ОБ)................. 123
Н-79 Согласованные сопротивления ^Г0в и #HOg линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОБ)................ 124
Н-80 Максимальный коэффициент усиления по мощности Крбмакс сог" ласованного линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОБ)................................... 125
Н-81 Входное сопротивление #вх к линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОК) ,...................... . 126
Н-82 Выходная проводимость GBbIX K линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОК)........................ 127
Н-83 Коэффициент усиления по току /С,-к линейного (предварительного)
каскада УНЧ (схема с ОК)...................... 128
Н-84 Коэффициент усиления по напряжению /Сик линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема с ОК)"..............,. . 129
Н-85 Согласованные сопротивления /?ГО)С и RBUK линейного (предварительного) каскада УНЧ (схемах ОК)............... . - 130
Н-86 Максимальный коэффициент усиления по мощности Крк макс согласованного линейного (предварительного) каскада УНЧ (схема
сОК)................................i . . . 131
Н-87 Расчет коэффициента усиления по мощности Кр.......... 132
190
Н-88 Входное сопротивление /?'вх э линейного (предварительного) каскада УНЧ, включенного по схеме с ОЭ с последовательной отрицательной ОС по току........................ ," 133
Н-89 Выходное сопротивление #вых э линейного (предварительного) каскада УНЧ, включенного по схеме с ОЭ с последовательной отрицательной ОС по току......................... 134
Н-90 Коэффициент усиления по току К\э линейного (предварительного) каскада УНЧ, включенного по схеме с ОЭ с последовательной
отрицательной ОС по току...................... 135
Н-91 Входная проводимость GBX э линейного (предварительного) каскада УНЧ, включенного по схеме с ОЭ с параллельной отрицательной ОС по напряжению.................-....... 136
Н-92 Выходная проводимость 0*ых э линейного (предварительного) каскада УНЧ, включенного по схеме с ОЭ с параллельной отрицательной ОС по напряжению...................... 137
Н-93 Коэффициент усиления по напряжению К"из линейного (предварительного) каскада УНЧ, включенного по схеме с ОЭ с параллельной отрицательной ОС по напряжению....... . ........138
Н-94 Коэффициент усиления по току К|э линейного (предварительного) каскада УНЧ, 'включенного по схеме с ОЭ с параллельной отрицательной ОС по напряжению..................... 139
Н-95 Расчет емкости разделительного конденсатора Ср .'......... 140
Н-96 Расчет индуктивности Ц первичной обмотки трансформатора связи 141 Н-97 Расчет индуктивности рассеяния Lp трансформатора связи .... 142
Н-98 Коэффициент трансформации и трансформатора связи....... 143
Н-99 Определение частоты /лиэ.мин..................... 144
Н-100 Входное сопротивление RB% и сопротивление RK однотактного оконечного каскада УНЧ (класс А, схема с ОЭ)............ 145
Н-101 Коэффициент трансформации п выходного трансформатора .... 146 Н-102 Входная Р1 и выходная Р2 мощности сигнала однотактного оконечного каскада УНЧ (класс А, схема с ОЭ)............ J47
Н-103 Расчет потребляемой мощности Р и к. п. д. т) однотактного око--
нечного каскада УНЧ......................... 148
Н-Ю4 Коэффициент усиления по мощности Кр............... 149
Н-105 Мощность рассеивания на коллекторе транзистора Рк в однотактном
оконечном каскаде УНЧ.......:................ 150
Н-106 Входное сопротивление ^вх, сопротивление RK и общее сопротивление нагрузки RK.K двухтактного оконечного каскада УНЧ
(класс В, схема с ОЭ)......................... 151
Н-107 Входная Р1 и выходная Я2 мощности сигнала двухтактного оконечного каскада УНЧ (класс В, схема с ОЭ)............ 152
Н-108 Расчет .потребляемой мощности Р двухтактного оконечного каскада УНЧ............................;.... 153
Н-109 Расчет к. п. д. г) .двухтактного оконечного каскада УНЧ..... 154
Н-1Ю Мощность рассеивания на коллекторе транзистора Рк в двухтактном оконечном каскаде УНЧ..................... 155
Н-111 Расчет сопротивлений резисторов Кг и А?2 двухтактного оконечного
каскада УНЧ............................... 156
Н-112 Расчет тока /кт, потребляемой мощности Р и мощности потерь Рк на коллекторе транзистора двухтактного оконечного бестрансформаторного каскада УНЧ........................ 157
Н-113 Расчет выходной мощности Р'% двухтактного оконечного бестрансформаторного каскада УНЧ...................... 158
, Н-114 Диаграмма Линвилла........................ . .1 159
Н-115 Расчет оптимальных активной 020ПТ и реактивной В20Пт проводи-мостей и емкости С2 резонансного контура на выходе каскада УВЧ по нормированным величинам активной и реактивной проводимо-стей, определенных на диаграмме Линвилла ............ 160
191
Н-116 Определение индуктивности L$ резонансного контура на выходе,
каскада УВЧ ... Л....._.....;................161
Н-117 Максимальное энергетическое усиление транзистора Крэ макс (схема с ОЭ)................................. 162
Н-П8 Максимальное энергетическое усиление транзистора Крбмакс ^схе"
ма с ОБ).....................................163
Н-119 Постоя иные времени Тр и ta..................... 164
Н-120 Взаимный перевод постоянных времени тр и та.......... 165
Н-121 Расчет глубины насыщения s и коэффициента запирания v .... 166 Н-122 Время включения импульса /^кл транзистором (схема с ОЭ) . /_. 167 Н-123 Время выключения импульса <ВЫКл транзистором (схема с ОЭ) 168 Н-124 Общая мощность потерь транзистора Рт.п при переключении ... 169 Н-125 Расчет сопротивлений RK и R& а также напряжения {/к.9а ключевого каскада.............................. 170
Н-126 Расчет тока /gj ключевого каскада с дополнительным источником
смещения................................171
Н-127 Расчет сопротивлений #см и R$ ключевого каскада с дополнительным источником смещения...................... . 172
Н-12§Самовозбуждаю14ийся мультивибратор — расчет сопротивлений RK
и Rb и времени запирания транзисторов 1Л и <3а ........ . 173
Н-129 Самовозбуждающийся мультивибратор —определение времени на- '
растения напряжения на коллекторах транзисторов tKl и ?ва .'. . 174 Н-130 Связь между частотой повторения импульсов fa и периодом
импульсов Т ............:.................175
Н-131 Сглаживающий фильтр на транзисторе —расчет индуктивности 1ЭКВ
и емкости Cj.....'.....-................: ... ,176
Н-132 Сглаживающей фильтр на транзисторе —расчет сопротивления ре-"
.:. ' зистрра #2 ...............................177
Н-133 Расчет частоты /у низкочастотного генератора с мостом Вина . . . 178 Н-1340днотактные преобразователи напряжения —расчет тока 1КМ . . .-179 Н-135Однотактные преобразователи напряжения —расчет индуктивности
. L! первичной обмотки трансформатора................180
Н-136 Однотактные преобразователи напряжения — определение коэффициентов трансформации п....................... 181
Н-137 Определение емкости СА и индуктивности LA потокового преобра- .. "
зователя................................. 182
Н-138 Расчет мощности Р по сопротивлению R и напряжению (У .... 183
Н-139 Расчет мощности Р по току / и сопротивлению R......... 184
Н-140 Определение результирующего сопротивления (емкости) двух па-"раллельно (последовательно) соединенных резисторов (конденсаторов) .... ....-,.......................... 185
Н-141 Резонансная частота'контура из последовательно или параллельно
соединенных индуктивности L и емкости С.............. 186
Н-142 Взаимный перевод коэффициентов усиления по мощности Кр и а„ 187
Цена: 150руб.
