курсач. Федеральное агентство
 Скачать 458.46 Kb.
|
Выбор биполярного транзистораДля преобразователя уровней выбираем биполярный транзистор Полярность: NPN Максимальная рассеиваемая мощность (Pc): 500 mW Максимально допустимое напряжение коллектор-база (Ucb): 75 V Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер (Uce): 40 V Максимально допустимое напряжение эмиттер-база (Ueb): 5 V Максимальный постоянный ток коллектора (Ic): 0.8 A Предельная температура PN-перехода (Tj): 125 °C Граничная частота коэффициента передачи тока (ft): 15 MHz Ёмкость коллекторного перехода (Cc): 8 pf Статический коэффициент передачи тока (hfe): 250
Выбор номинала резистора Rк. Напряжение питания преобразователя уровней выбрано равным напряжению питания логического элемента К531 (ТТЛШ): E = 5В ± 5% 𝐸 = 5В − 5В ∙ 5% = 4,75В – минимальное напряжение при допуске в 5%  𝐸 = 5В + 5В ∙ 5% = 5,25В – максимальное напряжение при допуске в 5% вых кмдп Если 𝑈вх < 𝑈𝑜 ≤ 0,3В, то транзистор находится в отсечке, т.к. 𝑈вх < 𝑈БЭнас = 1В вых ттлш На выходе преобразователя уровней должен быть сформирован уровень логической единицы элемента 𝑈вх < 𝑈1 ≥ 2,7В. Первое ограничение сверху, накладываемое на Rк: 𝐸 − 𝑈1   𝑅к ≤ 1ттлш 𝑛𝑙вх ттлш + 𝐼кб о 𝑛𝑙1 + 𝐼 - максимальное значение входного тока ТТЛШ- вх ттлш кб о элемента и обратного тока коллектора транзистора VT, которые достигаются при максимальной температуре Тмакс=+45Сзаданного температурного диапазона работы ПУ. Рассчитаем максимальные значения токов при максимальной температуре: 𝐼1 = 𝐼1 ∙ 2 ∙ 𝑇 − 𝑇𝑜 = 5 ∙ 10−6 ∙ 2 ∙ 45 − 25 = 28,6 мкА   ттлш мах ттлш 𝑇∗ 7 𝐼 = 𝐼 ∙ 2 ∙ 𝑇 − 𝑇𝑜 = 0,02 ∙ 10−6 ∙ 2 ∙ 45 − 25 = 0,1 мкА кбо мах кбо 𝑇∗ 7 Вычислим первое ограничение сверху, подставив полученные значения в неравенство: 4,75 − 2,7  𝑅к ≤ 28,6 ∙ 10−6 ∙ 3 + 0,1 ∙ 10−6 = 23865 омВторое ограничение, накладываемое на Rк, определяется в зависимости от заданной частоты. здр Если задана частота, то: 𝑡0,1 ≈ 2,3𝑅к𝐶н имеем 𝑡  𝑦 𝑅к ≥ 2,3𝑓𝐶 Емкость нагрузки 𝐶н = 𝑛𝐶вх + 𝐶м = 3 ∗ 15 + 50 = 95𝑛Ф, тем самым 1 ∙ 10−6  𝑅к ≥ 2,3 ∙ 95 ∙ 10−12 = 4577 омТок, протекающий через коллектор насыщенного транзистора VT, должен быть меньше предельного. Используя формулу ограничения, накладываемого на Rкмаксимальным током коллектора используемого биполярного транзистора, получаем: 𝐼0 = 𝐼0 ∙ 2 ∙ 𝑇 − 𝑇𝑜 = 2 ∙ 10−6 ∙ 2 ∙ 45 − 25 = 11 мкА ттлш мах ттлш 𝑇∗ 7 𝐸 − 𝑈кэ нас 5,25 − 0,8   вх ттлш макс 𝐼 𝑅к ≥ кмакс − 𝑛𝑙0 = 600 ∙ 10−3 − 3 ∙ 10−6 ∙ 5,7 = 7,41 ом Получаем ограничения, накладываемые на Rк: 𝑅к ≥ 7,41 ом 𝑅к ≥ 4577 ом 𝑅к ≤ 23865 ом Выберем резистор, соответствующий этим условиям: 𝑅к = 10 000 ом ± 5% Далее при расчетах 𝑅кмин = 9 500 ом 𝑅кмах = 10 500 ом Максимальная мощность, рассеиваемая на резисторе Rк при насыщении транзистора VT 𝑃𝑅𝑘 = 2 (𝐸 − 𝑈кэнас) 𝑅кмин = 0,001 Вт Выбираем Rкна максимальную мощность 0,125 Вт, Выбор номинала резистора Rб Из условия, что ток Iбне должен превышать максимально допустимый ток I1выхкмоп, получаем первое ограничение снизу на величину Rб: 𝑈1 − 𝑒 8,2 − 1 𝑅б ≥ кмоп  𝐼1об =  0,3 ∙ 10−3 = 24000 ом вых кмоп Из условия ограничения предельного базового тока получим второе ограничение на величину Rб: 𝑈1 − 𝑒 8,2 − 1 𝑅б ≥ кмоп 𝐼бмахоб =  1 ∙ 10−3 = 7200 ом .Для определения ограничения сверху на величину Rбпотребуем, чтобы при минимальном значении тока для выбранного транзистора VT обеспечивалась бы степень насыщения S. 𝛽(𝑈1 − 𝑒 )𝑅 80 ∙ (8,2 − 1) ∙ 9500  𝑅 ≤кмоп об кмин = = 800 кОм б 𝑆(𝐸 − 𝑈кэн) 1,5(5,25 − 0,8) |