Идентификация моделей компонентов

При представлении транзистора как четырехполюсника чаще всего используется схема h-параметров, которые измеряются для транзистора со стороны внешних зажимов как отношения токов и напряжений в зажимах.

схема биполярного транзистора как четырёхполюсника.

Составим для этой схемы систему уравнений:

где h₁₁ – входное сопротивление транзистора, как четырехполюсника

h₁₂ – коэффициент внутренней обратной связи по напряжению

h₂₁ – коэффициент прямой передачи тока

h₂₂ – обратная проводимость транзистора как четырехполюсника

По ВАХ транзистора определим эти параметры. Для схемы с ОЭ:

По найденным коэффициентам определим параметры эквивалентной схемы замещения транзистора. А б

кОм

, , мВ

Ом

Ом

Найдём ёмкости

Где

Найдём тепловые токи транзистора , , ,:

Топологическое описание схемы

Топология электрических схем – это способ соединения отдельных компонентов схем (конфигурации схем).

Топологическое описание схемы выполняется разными способами, например, графами. Граф – это совокупность отрезков произвольной длины и формы, называемых ветвями (ребрами) и точек пересечения ветвей – вершин.

Для составления графа воспользуемся эквивалентной схемой. Такой моделью будет – модель Молла-Эберса.

Эквивалентная схема замещения

Составим граф схемы замещения и сразу выделим дерево графа.

Граф схемы

Составим матрицу F. Также определим вид матриц –F и F^T

Математическая модель схемы

Сформируем вектор U_СВ по известному вектору U_В:

Найдём напряжения на связях по формуле Uсв=-F Uв:

Это эквивалентно следующей системе уравнений:

Подставим найденные напряжения ветвей связи в ММК:

;

Откуда токи связей:

Найдем токи ветвей, используя соотношение I_B = F^T * I_CB:

=

=

Это эквивалентно следующей системе уравнений:

Подставим найденные токи связей в уравнения токов ветвей:

Полученные уравнения подставим в математические модели компонентов с учетом того, что I_Uвх и подставлять не нужно:

Данная система является математической моделью схемы. Она состоит из двух дифференциальных и двух линейных уравнений.

Представим через переменные состояния.

Представим через переменные состояния.

В итоге получаем:

Моделирование схемы с применением ппп "MicroCap"

Схема имеет вид:

Передаточная характеристика:

Анализ по постоянному току

Входной и выходной сигналы:

Графики зависимости выходного сигнала от входного в режиме анализа переходного процесса Transient ( на частоте 90 Гц)

Заключение

В данной курсовой работе было произведено рассмотрение усилительного каскада с общим эмиттером с распределенной нагрузкой. Рассмотренный усилитель соответствует данным технического задания. Также был произведен расчет токов и напряжений для всех элементов схемы методом постоянных состояния. С помощью ЭВМ были смоделировали переходные и частотные характеристики каскада в ППП "MicroCap". Результаты моделирования отражают статический и усилительный режим работы транзистора, а также доказывают, что каскад с общим эмиттером инвертирует фазу входного сигнала.