Главная страница

электроника и электротехника. Исходные данные (


Скачать 328.55 Kb.
НазваниеИсходные данные (
Анкорэлектроника и электротехника
Дата02.11.2021
Размер328.55 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаelectrotehnika.docx
ТипЗадача
#261765

Задача 1.




Рисунок 1. Входные и выходные ВАХ транзистора кремниевого маломощного транзистора, включенного с ОЭ



Рисунок 2. Выходные ВАХ кремниевого маломощного транзистора, влюченного с ОЭ

Исходные данные (вариант 17):

Ток базы покоя: Iб = 60 мкА

Напряжение питания: Eк = 5 В

Сопротивление коллекторной нагрузки: Rк = 1,25 кОм

Перерисуем входные (рис.1) и выходные (рис.2) ВАХ транзистора. Для выходных ВАХ отметим значения токов базы.

Режим усиления:

а) На входной характеристике транзистора для Uкэ ≥ 1 В (рис. 3) находим рабочую точку, соответствующую току базы транзистора и определяем напряжение база-эмиттер транзистора для этой рабочей точки:

.



Рисунок 3. Входная ВАХ транзистора

На семействе выходных характеристик рис.4 строим нагрузочную прямую

,

которую проведём через две точки с координатами:

т.A ( , )

т.B ( , .



Рисунок 4. Выходные ВАХ транзистора



Рабочую точку (рис.4) находим графически как точку пересечения нагрузочной прямой и линии выходной ВАХ тока базы рабочей точки .

Определяем графически параметры рабочей точки (рис.4):

ток коллектора:

и напряжение коллектор-эмиттер:

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора, равна



Мощность, рассеиваемая на резисторе коллекторной цепи транзистора, равна



б) Построим передаточную характеристику Iк = Iк (Iб), соответствующую нагрузочной прямой, для чего графически определим координаты тока коллектора точек пересечения с нагрузочной прямой всех имеющихся линий выходных ВАХ транзистора (рис.5). Расчетные данные сводим в таблицу 1, и строим по ним передаточную характеристику Iк = Iк (Iб). Передаточную характеристику удобно строить слева от семейства выходных ВАХ транзистора (во 2-м квадранте), совмещая оси ординат – оси тока коллектора (рис.5).

Таблица 1. Расчетные данные для построения передаточной характеристики Iк = Iк (Iб)

Iб, мкА

0

20

40

60

80

100

120

140

Iк,мА

≈ 0

1

2

3

3,76

3,8

3,81

3,81



Рисунок 5. Передаточная характеристика Iк = Iк (Iб)

По наклону передаточной характеристики в окрестности рабочей точки тока базы определяем коэффициент передачи тока базы (рис.5):



Также определяем границу тока базы и тока коллектора, при которых транзистор выходит в область насыщения:

и

Отмечаем на графике передаточной характеристики активную область (область малых нелинейных искажений) и область насыщения (рис.5).

в) Максимальная амплитуда переменной составляющей выходного напряжения ограничена областью отсечки (значение тока базы ) и областью насыщения (значение тока базы ). Тогда, максимальная амплитуда переменной составляющей выходного напряжения определяется амплитудой тока базы:



и изменению тока коллектора между своим максимальным значением:



и своим минимальным значением:



Этим значениям соответствуют граничные значения входного тока базы:





и граничные значения напряжения коллектор-эмиттер:





На выходных ВАХ транзистора (рис.6) строим временные диаграммы выходного напряжения и выходного тока коллектора и определяем амплитуду переменного сигнала выходного напряжения:



и амплитуду переменного сигнала выходного тока коллектора:





Рисунок 6. Временные диаграммы выходного напряжения и тока коллектора

На входной характеристике для Uкэ ≥ 1 В (рис.7) строим временные диаграммы входного тока базы между его граничными значениями и и определяем соответствующие границы входного напряжения база-эмиттер



.

Амплитуда переменного сигнала входного тока базы:



а амплитуда переменного сигнала входного напряжения база-эмиттер:





Рисунок 7. Временные диаграммы входного сигнала и определение входного сопротивления

На входной характеристике для Uкэ ≥ 1 В (рис.7) определяем изменение входного напряжения база-эмиттер для изменения тока базы:



около рабочей точки тока базы :

.

Входное сопротивление каскада усилителя:



Выходное сопротивление каскада усилителя:



Коэффициент усиления по напряжению:



Коэффициент усиления по току:



Коэффициент усиления по мощности:



Полезная мощность в нагрузке (определяется по максимальной амплитуде выходного сигнала в режиме отсутствия ограничения)



Ключевой режим:

г) На выходных ВАХ транзистора (рис.8) определяем остаточное напряжение на открытом транзисторе:



и выходной ток насыщения:



Сопротивление транзистора в состоянии “включено”:



Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора в состоянии “включено”,





Рисунок 8. Ключевой режим работы транзистора

Минимальный ток базы, необходимый для включения транзистора, -- это ток базы нижней ветви, где транзистор находится в режиме насыщения:





Рисунок 9. Определение входного напряжения включения

На входной ВАХ транзистора в режиме насыщения (ветвьUкэ = 0 В) (рис.9) определяем входное напряжение включения для входного тока базы :



Мощность, необходимая для включения транзистора:


Задача 2.


Исходные данные (вариант 17):

Напряжение входных сигналов: U1 = 5 B, U2 = 10 B

Фазы входных сигналов: U1 = +, U2 = --



Рисунок 10. Схема включения идеального операционного усилителя

В схеме сигналы подается U2 на инвертирующий сигнал, а U1 на неинвертирующий. Это означает, что фаза выходного сигнала от воздействия будет совпадать с фазой U1, а фаза выходного сигнала U2 от воздействия будет противоположным.

Сигнал U1 усиливается без инверсии, сигнал U2 усиливается с инверсией, поэтому на выходе сигналы от первого и от второго входа совпадают по фазе. Выходной сигнал – сумма выходных сигналов от первого и от второго входов.



Рисунок 11. Временные диаграммы входных и выходных сигналов

На рис.11 изображены временные диаграммы входных и выходных сигналов. В условном масштабе при равном коэффициенте усиления по каждому из входов соотношение амплитуд выходных сигналов сохраняется.

Результирующий сигнал представляет сумму выходных сигналов от воздействия каждого с учетом фазовых соотношений. В данном случае фаза результирующего сигнала совпадает с фазами откликов на оба входных сигнала.

Задача 3.


Исходные данные (вариант 17):

Логическая функция: ИЛИ-НЕ на кМПД ключах

Входной сигнал: Х1 = 1, Х2 = 1

Логическая схема представлена на рис. 12:



Рисунок 12. Схема кМПД ключа

Если на входы Х0 и Х1 подать сигналы низкого уровня, то транзисторы VT1 и VT2 окажутся открытыми, а транзисторы VT3 и VТ4 — закрытыми. В результате на выходе Yокажется сигнал высокого уровня. Если хотя бы на одни из входов подан сигнал высокого уровня (1) , то хотя бы один из транзисторов VT1 или VТ2 окажется закрытым, a хотя бы один из транзисторов VT3 или VT4 — открытым. B результате сигнал на выходе Y окажется низкого уровня (0).

Москва, 2021 г.


написать администратору сайта