кр вариант 18. Дано транзистор кт819, напряжение питания Е
 Скачать 129.11 Kb.
|
|
Вариант 18 Задача 1 Дано: транзистор КТ819, напряжение питания ЕК = 9 В, сопротивление нагрузки RН = 1200 Ом, постоянный ток смещения в цепи базы I Б0 = 100 мА, амплитуда переменной составляющей тока базы I БМ= 100 мА. Выходные статические характеристики транзистора с необходимыми построениями показаны на рисунке 1.1. Нагрузочная линия соответствует графику уравнения  . На семействе выходных характеристик ордината этой прямой при UКЭ=0 соответствует точке IК=EК/RН. Абсцисса при IК=0 соответствует точке UКЭ=ЕК. Соединение этих координат и является построением нагрузочной линии. В нашем случае координаты нагрузочной линии: IК = 15/500 = 30 мА и UКЭ = 15 В. Соединяя эти точки, получаем линию нагрузки.Пересечение нагрузочной линии с заданным значением тока базы IБ0 определяет рабочую точку (РТ) транзисторного каскада, нагруженного на резистор. В нашем случае рабочая точка соответствует точке пересечения нагрузочной прямой с характеристикой при IБ= 350 мкА на выходных характеристиках. Если в семействе выходных характеристик отсутствует требуемая характеристика (в нашем случае IБ= 350 мкА), её следует самостоятельно построить между характеристиками с ближайшими значениями токов базы (на рисунке пунктирная линия).  Рисунок 1.1 Координаты рабочей точки дают значение рабочего режима выходной цепи U КЭ0 и I К0. Определяем параметры режима по постоянному току: IК0=19,2 мА и UКЭ0=5,45 В. На входных характеристиках (рисунок 1.2) рабочую точку определяем как точку пересечения ординаты, соответствующей току IБ0=350 мкА, и характеристики при UКЭ=10 В (РТ). Хотя в рабочей точке на выходных характеристиках UКЭ010 В, входные характеристики в активном режиме практически совпадают и можно воспользоваться характеристикой UКЭ =10 В. Определяем: UБЭ0= 0,745 В. По заданному изменению синусоидального тока базы с амплитудой I БM, определяем графически амплитуды токов и напряжений на электродах транзистора. Строим временные диаграммы переменного тока коллектора, напряжения коллектора и базы для случая синусоидального входного тока с амплитудой IБМ = 150 мкА. Временные диаграммы строятся с учетом того, что напряжения на базе и коллекторе противофазные, и с соблюдением одинакового масштаба по оси времени. После построения временных диаграмм необходимо оценить, имеются ли заметные искажения в выходной цепи транзистора или нет.  Рисунок 1.2 Из временных диаграмм видно, что под действием переменного входного тока рабочая точка на выходных характеристиках двигается вдоль линии нагрузки. Если рабочая точка какую-либо часть периода входного тока попадает в область насыщения или отсечки сигнала, необходимо уменьшить амплитуду входного сигнала до величины, при которой рабочая точка не будет выходить за пределы активной области работы прибора. Дальнейшие расчеты производятся только для активного режима работы прибора, называемого иногда линейным или неискажающим. При нахождении из графиков величин IКМ , UКМ , UБМ следует обратить внимание, что амплитудные значения для положительных и отрицательных полуволн сигнала могут быть неодинаковыми, а значит усиление большого сигнала и в активном режиме сопровождается некоторыми искажениями. Для дальнейших расчетов значения амплитуд определяется как средние за период. По выходным статическим характеристикам (рисунок 1.1) находим положительные и отрицательные амплитуды токов и напряжений  =8мА и  =8мА, а также  =3,85 В и  =4,15 В. Затем определяем среднее значение амплитуд мА ,  ВПо входным характеристикам находим  В и  В. .Затем определяем  ,  и  .Находим  .Определяем полезную мощность, мощность рассеиваемую на коллекторе и потребляемую мощность  ; .Максимальная мощность рассеивания на коллекторе транзистора без радиатора 150 мВт. Следовательно в нашем случае транзистор можно использовать без радиатора.  .коэффициент полезного действия каскада  .Задача 2 Биполярный транзистор КТ819, Ek= 9В, Rн=1,4 Ом Находим h- параметры в рабочей точке, которая определена в задаче 1. Параметр h11Э определяем следующим образом. На входных характеристиках (рисунок 2.1) задаемся приращением тока базы IБ= 50=100 мкА относительно рабочей точки IБ0=350 мкА. Соответствующее приращение напряжения база-эмиттер составит UБЭ=0,018 В. Тогда входное сопротивление  .По выходным характеристикам находим параметры h21Э и h22Э. Определение параметра h21Э показано на рисунке 2.2. Задаемся приращением тока базы относительно рабочей точки также IБ= 50=100 мкА и соответствующее приращение тока коллектора составляет IК= 5,6 мА. Коэффициент передачи тока базы составит  Рисунок 2.1  Рисунок 2.2  .На рисунке 2.3 показано определение выходной проводимости h22Э. Около рабочей точки задаемся приращением напряжения коллектор-эмиттер UКЭ=4 В. Соответствующее приращение тока коллектора составляет IК=1 мА и выходная проводимость равна  . Рисунок 2.3 Параметр h12Э по характеристикам обычно не определяется, так как входные характеристики для рабочего режима практически сливаются и определение параметра даёт очень большую погрешность. Задача 3 Полевой транзистор КП302А,
Для данного транзистора на частоте f =100 МГц модуль коэффициента передачи токаН21Э=2,5 и постоянная времени цепи коллектора К= 500 пс. Коэффициент передачи тока базыН21Эв зависимости от частоты определяется формулой:  (1)Преобразуя её, получим:  (2).Если Н21Эh21Э, то:  (3).Поскольку условие выполняется, то подставляя в полученную формулу (3) выше приведенные данные Н21Э, f и значение h21Э=56, полученные в задаче 2, определяем предельную частоту для схемы с общим эмиттером: fН21Э 4,46 МГц . Граничная частота fГР fН21Э h21Э=250 МГц. Предельная частота для схемы с общей базой равна fН21Б= fН21Э( h21Э+1) 254,5 МГц. Коэффициент передачи тока эмиттера h21Б= h21Э/( h21Э+1)= 56/57= 0,982. Максимальная частота генерации определяется формулой  (4)Подставляя в выше приведенную формулу (4) полученные результаты h21Б, fН21Б и справочное значение К получим fМАКС =  141,06 МГц.Построим зависимости  и  . Для этого проделаем вычисления, используя формулу (1), а для второго случая формулу (5): (5).Вычисления проводить до тех пор, пока коэффициенты передачи снизятся более, чем в 10 раз. Примеры вычислений приведены в таблицах 4.1 и 4.2. Таблица 4.1
Таблица 4.2
Строим графики, откладывая частоту в логарифмическом масштабе, а коэффициенты передачи тока в относительных единицах в линейном масштабе. (Рисунок 4.1).  Рисунок 4.1Литература 1. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. Под редакцией Федорова Н.Д. - М.: Радио и связь, 1998. Стр.70-145. 2. Электронные приборы. Под редакцией Шишкина Г.Г. -М.: Энергоатомиздат, 1989. Стр.140-197. 3. Батушев В.А. Электронные приборы. -М.: Высшая школа, 1980. Стр.93-166 |
