электроника и электротехника. Исходные данные (
 Скачать 328.55 Kb.
|
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)
 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. |