контрольная работа Электроника. электроника кр. Контрольная работа 2 Вариант 9 Вопросы 9 19 29 39 49 Вопрос 9
 Скачать 171.31 Kb.
|
|
Контрольная работа №2 Вариант 9 Вопросы № 9; 19; 29; 39; 49 Вопрос № 9 Начертите схему эмиттерной стабилизации при включении транзистора типа n-p-n по схеме с общим эмиттером. Поясните, как в схеме осуществляется стабилизация тока покоя и назначение всех элементов схемы. Определите выходную мощность усилителя , если ток в нагрузке и напряжение на выходе соответственно равны 0,1А и 2В. Начертим схему эмиттерной стабилизации при включении транзистора типа n-p-n по схеме с общим эмиттером. Также подпишем все элементы данной схемы.  Рисунок 1- Обобщенная схема эмиттерной стабилизации Эмиттерная стабилизация схема эмиттерной стабилизации в каскадах с различным включением транзистора не изменяется. Меняются только точки подачи входного сигнала и подключения нагрузки. Поэтому работу схемы эмиттерной стабилизации можно рассмотреть без учета схемы включения транзистора по переменному току. Обобщенная схема эмиттерной стабилизации (схема включения по постоянному току) приведена на рисунке1 Рассмотрим, как работает эта схема. В схеме эмиттерной стабилизации ток через резисторы R1 и R2 задается в несколько раз больше тока базы транзистора. В результате напряжение на базе транзистора не зависит от его тока базы. Пусть за счет увеличения температуры или напряжения питания увеличится коллекторный ток транзистора. Тогда по закону Ома увеличится падение напряжения на резисторе R3. Напряжение на эмиттере транзистора увеличилось. Но напряжение на базе транзистора равно сумме напряжения на эмиттере и напряжения база-эмиттер транзистора: Uб = Uэ + Uбэ А значит напряжение база-эмиттер транзистора равно: Uбэ = Uб – Uэ Если напряжение на эмиттере увеличивается, то напряжение Uбэ уменьшается, а это приводит к уменьшению базового тока. Но ток коллектора связан с током базы известным соотношением: iк = iб*h21э Следовательно ток коллектора тоже уменьшается до первоначального значения!(Покой) Точно такой же результат мы получим, если за счет температуры или других дестабилизирующих факторов ток коллектора попытается уменьшиться. Теперь рассмотрим как можно рассчитать значение элементов схемы эмиттерной стабилизации. Напряжение на эмиттере транзистора обычно выбирают равным половине питания схемы. Для кремниевых транзисторов напряжение база-эмиттер равно 0,7 В. Выходная мощность усилителя N=I*U, где I=0,1A и U=2B, т.е. N=0,2Вт Вопрос № 19 Начертить схему дифференциального усилителя. Пояснить его устройство и назначение элементов. Описать работу при подаче на входы дифференциального усилителя синусоидальных противофазных напряжений. Пояснить какие мероприятия используются для повышения стабильности работы схемы.  Рисунок 2 - Схема дифференциального усилителя Первая осциллограмма-выходной сигнал; Вторая-U2; Третья-U1. Дифференциальный усилитель — это усилитель, обладающий двумя входами, выходной сигнал которого равен разности входных сигналов, умноженный на константу. Константа в данном случае — это коэффициент усиления дифференциального усилителя. Особенностью данного типа усилителей является то, что сигнал приходящий на оба входа одновременно не усиливается. Т.е. если к полезному сигналу примешаны синфазные помехи или постоянные уровни, то усилен будет только полезный сигнал. Помимо этого такие усилители обладают высоким коэффициентом усиления, высоким входным полным сопротивлением и большим Коэффициентом Ослабления Синфазного Сигнала (КОСС). Эти свойства делают дифференциальный усилитель невероятно полезным и даже незаменимым при усилении очень маленьких по величине сигналов, например, от различных датчиков. В данном примере на вход усилителя поданы 2 синусоидальных сигнала одинаковой частоты и фазы: U1=5В; U2=10В Чтобы рассчитать выходной сигнал нужно воспользоваться формулой Uвых=(R2(2кОм)/R1(1кОм))*(U2-U1). Из формулы мы видим, что напряжение на выходе должно быть равно 10В. Это и показывает первая осциллограмма. Если подать входные напряжения в противофазе(180 градусов) и оставить все как было прежде, то получим на выходе сигнал прямоугольной формы:  Рисунок 3 – Осциллограмма при противофазных входных сигналах. Вопрос № 29 Начертить схему транзисторного ключа на транзисторе типа n-p-n. Какие устройства называются транзисторными ключами?  Рисунок 4 -Схема транзисторного ключа(закрыт) Напряжение источника питания U ип прикладывается к выводам коллектора и эмиттера U кэ через нагрузочный резистор R к (см. рис. 4 ). Напряжение управления (управляющий сигнал) подается между базой и эмиттером U бэ через токоограничивающий резистор R б . Когда транзистор работает в ключевом режиме, он может находиться в двух состояниях. Первое – это режим отсечки. В этом режиме транзистор полностью закрыт, а напряжение между коллектором и эмиттером равно напряжению источника питания. Такое состояние показано на рисунке 4 в этом состоянии светодиод не горит, т.к. нет тока. Второе состояние – это режим насыщения. В этом режиме транзистор полностью открыт.  Рисунок 5- Схема транзисторного ключа(открыт)  Рисунок 6 -Выходные характеристики Транзисторный ключ это электронный ключ, в качестве коммутирующего элемента в котором используется транзистор. Транзисторный ключ состоит из коммутирующего прибора, нагрузки, источника питания. Иногда коммутирующий элемент и нагрузка могут меняться местами. Вопрос № 39 Привести схему логического элемента ИЛИ-НЕ на комплиментарных МОП-транзисторах. Пояснить его работу, показать обозначение, составить таблицу истинности, привести аналитическую запись выполняемой функции.  Рисунок 7 - Схема логического элемента ИЛИ-НЕ на комплиментарных МОП-транзисторах. При наличии на входах Х1 и Х2напряжения   управляющие транзисторыVT1 иVT2 закрыты. При этом напряжение на выходе соответствует уровню лог. «1». Когда на одном или на обоих входах элемента действует напряжение , то на выходе имеем лог. «0», что соответствует выполнению логической операции ИЛИ-НЕ.Логический элемент «ИЛИ-НЕ» - дизъюнкция (логическое сложение) с отрицанием, NOR  «ИЛИ-НЕ» - логический элемент, выполняющий над входными данными операцию логического сложения, и затем операцию логического отрицания, результат подается на выход. Иначе говоря, это элемент «ИЛИ», дополненный элементом «НЕ» - инвертором. На рисунке приведено условное обозначение логического элемента «2ИЛИ-НЕ».  Таблица истинности для элемента «ИЛИ-НЕ» противоположна таблице для элемента «ИЛИ». Высокий потенциал на выходе получается лишь в одном случае - на оба входа подаются одновременно низкие потенциалы. Обозначается как «ИЛИ», только с кружочком на выходе, обозначающим инверсию. В виде функции выражение ИЛИ-НЕ имеет вид:  (сложение с инверсией)Вопрос № 49 Указать назначение мультиплексоров. Привести схему УГО ,таблицу функционирования и логическое выражение мультиплексора с четырьмя информационными входами. Привести пример маркировки ИМС-мультиплексоров Мультиплексор - это устройство, которое осуществляет выборку одного из нескольких входов и подключает его к своему единственному выходу, в зависимости от состояния двоичного кода. Другими словами, мультиплексор - переключатель сигналов, управляемый двоичным кодом и имеющий несколько входов и один выход. К выходу подключается тот вход, чей номер соответствует управляющему двоичному коду. Структуру мультиплексора можно представить различными схемами, например, вот этой:  Рисунок 8 – Пример схемы мультиплексора(4 инф входа) Самый большой элемент здесь это элемент И-ИЛИ на четыре входа. Квадратики с единичками - инверторы. Разберем выводы. Те, что слева, а именно D0-D3, называются информационными входами. На них подают информацию, которую предстоит выбрать. Входы А0-А1 называются адресными входами. Сюда и подается двоичный код, от которого зависит, какой из входов D0-D3 будет подключен к выходу, на этой схеме обозначенному как Y. Вход С – синхронизация, разрешение работы. На схеме еще есть входы адреса с инверсией. Это чтобы сделать устройство более универсальным. На рисунке показан, как еще его называют, 4Х1 мультиплексор. Как мы знаем, что число разных двоичных чисел, которые может задавать код, определяется числом разрядов кода как 2n, где n – число разрядов. Задавать нужно 4 состояния мультиплексора, а, значит, разрядов в коде адреса должно быть 2 (22 = 4). Выходная функция: Для пояснения принципа работы этой схемы посмотрим на её таблицу истинности:
 Так двоичный код выбирает нужный вход. Например, имеем четыре объекта, и они подают сигналы, а устройство отображения у нас одно. Берем мультиплексор. В зависимости от двоичного кода к устройству отображения подключается сигнал от нужного объекта.Микросхемой мультиплексор обозначается так:  Список используемой литературы: Дунаев С.Д. «Электроника , микроэлектроника и автоматика» Москва 2006 Лалетин В. И. «Физические основы электроники» Киров 2010 В. И. Лалетин, В. С. Хорошавин. «Электроника» Киров 1996 Также использовалась программа для моделирования электронных схем «Онлайн электрик: симулятор электрических схем». |