КР ОРЭ Заочное вар.17 пароль на редактирование 1111

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ ҞҪҴҽҵӆҼүҼ ҺҪҮҲҸҼүҿҷҲҴҲ Ҳ ӇҵүҴҼҺҸҷҲҴҲ Кафедра ӇҵүҴҼҺҸҷҲҴҲ Дисциплина: Основы Радиоэлектроники

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

Студент: гр. 990241 Петушок И.М. Руководитель: преподаватель ϘүҵӆҷҲҴҸҬ ώ ό.

Минск

2021

1

Задача №1

Пользуясь справочными данными, приведите семейство входных и выходных характеристик БТ с ОЭ. В качестве независимых переменных используйте входное и выходное напряжение. Тип транзистора выберите в соответствии с шифром. Поясните поведение входных и выходных характеристик транзистора.

По справочнику установите максимально допустимые параметры БТ: постоянный ток коллектора IK max;напряжение коллектор-эмиттер UKЭmax;мощность рассеиваемую коллектором

транзистора PK max . На семейство выходных характеристик нанести границы области

допустимых режимов работы.

Задайтесь положением рабочей точки и, пользуясь характеристиками, рассчитайте для нее значение h-параметров БТ. На основании полученных числовых значений параметров рассчитайте параметры Т-образной эквивалентной схемы транзистора и изобразите ее.

Исходные данные: КТ3127А, IK max 20(мА); UKЭmax 20(В); PK max 100(мВт)

Решение

Статические ВАХ БТ позволяют определить дифференциальные параметры транзистора. Для описания свойств транзистора по переменному току используется система дифференциальных h-параметров, которая представляется следующими уравнениями:

dU1 h11dI1 h12dU2

dI2 h21dI1 h22dU2

Для нахождения h-параметров по статическим характеристикам дифференциалы заменим конечными приращениями и получим выражения, позволяющие определить физический смысл h-параметров

Зададим рабочую точку А: UKЭ0 7(В);IK0 4.5(мА).

Для расчета h-параметров используем семейства входных и выходных характеристик БТ. Для определения дифференциальных параметров h11Э и h12Э в заданной рабочей точке А

(UБЭ0,IБ0,UKЭ0 ) на линейном участке семейства входных характеристик выполним построения, как показано на рис. 1,а.

2

Рис. 1

Найденные приращения токов и напряжений позволяют определить искомые параметры:

точки A(IК0,UКЭ0,IБ0), соответствующей точке А на семействе входных характеристик,

выполним построения как показано на рис. 1,б. Найденные приращения токов и напряжений позволяют определить искомые параметры:

Коэффициент обратной связи по напряжению h12Э имеет очень малую величину

(10 4...10 3), поэтомудля его вычисления рассчитаем параметры Т-образной эквивалентной схемы БТ.(рис. 1.5)

3

Рис. 1.5

Значение параметров эквивалентной схему БТ находим с использованием известных h- параметров.

Область допустимых режимов на семействе выходных характеристик БТ, представленная на рис. 2 определяется его максимально допустимыми параметрами:

IK max 20(мА)- постоянный ток коллектора;

UKЭmax 20(В)- постоянное напряжение коллектор-эмиттер;

PK max 100(мВт)- постоянная рассеиваемая мощность коллектора.

Рис. 2

4

Задача № 2

частоте f. В качестве исходных данных используйте заданные в таблице значения предельной частоты коэффициента передачи по току в схеме с ОБ fh21б , статический коэффициент передачи

по токув схеме с ОБ и частоты f .

Исходные данные:

f h21б 14(МГц); f 50(кГц) 0.983

Решение

На высоких частотах возникает фазовый сдвиг между входным и выходным токами БТ, обусловленный конечным временем пролета носителей от эмиттера к коллекторуи наличием емкостей переходов БТ. Это приводит к комплексному характеру коэффициентов передачи по токуи их частотной зависимости

Частотные зависимости модуля и фазы коэффициентов передачи по току характеризуются выражениями:

где , - статические коэффициенты передачи по току БТ для включения с ОБ и ОЭ, соответственно; h21б (f ),h21э(f )- предельные частоты коэффициентов передачи по току для

схемы с ОБ и ОЭ, соответственно.

Причем связь между этими частотами определяется выражением

fh21э fh21б /(1 ).

Определим статический коэффициент передачи по токудля включения с ОЭ:

Тогда предельная частота коэффициента передачи по токудля включения с ОЭ

Модуль коэффициента передачи по токув схеме с ОЭ будет равен:

Фаза коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

5

Задача №3

Нарисовать схему одиночного усилительного каскада на БТ с ОЭ и эмиттерной стабилизацией и выполнить расчет элементов схемы, задающих рабочую точку.

Выполнить графоаналитический расчет усилительного каскада в режиме класса “А”. При расчетах использовать выходные статические характеристики транзистора.

Исходные данные:

Тип транзистора: КТ3127А

UK0 6(B)

IK0 8(мА)

Решение

Расчет элементов схемы одиночного усилительного каскада на БТ с ОЭ и эмиттерной стабилизацией, принципиальная схема которого приведена на рис. 3, выполняется в следующей последовательности.

Рис 3

В рассматриваемом каскаде БТ работает в режиме “А”, и положение рабочей точки задается примерно на середине нагрузочной прямой. Поэтому напряжение источника

питания определяется из условия UИП 2UК0 2 6 12(B), а напряжение на резисторе RK определяется выражением

URK UИП UK0 UK0 6(B)

Падение напряжение на резисторе RЭ рекомендуется выбирать из диапазона

6

Напряжение UБЭ для кремниевых транзисторов лежит в диапазоне 0,6…0,8 В Принимаем UБЭ 0,7(B).

Напряжение на базе определяется как

UБ UБЭ UЭ 0.7 0,84 1,54(B)

Для обеспечения хорошей стабилизации рабочей точки ток делителя в цепи базы должен быть больше тока базы IД (5...10)IБ .

Принимаем IД 10 IБ 10 0.53 10 3 5.3(мА)

Сопротивления резисторов делителя находим согласно выражениям:

Графоаналитический расчет усилителя проводим в следующем порядке. По справочникуопределяем его максимально допустимые параметры:

- постоянный ток коллектора IK max 20(мА);

-постоянное напряжение коллектор-эмиттер UKЭmax 20(В);

-постоянная рассеиваемая мощность коллектора PK max IKUKЭ 100(мВТ).

На семействе выходных характеристик транзистора, как показано на рис. 4, строим область допустимых режимов, ограниченную IK max,UKЭmax,PK max .

Выполняем построение нагрузочной прямой, которая описывается уравнением

IK (UИП UКЭ )/ RK . Прямая проводится через две точки , лежащие на осях

7

IKmax

UИП

RK

PKmax

t

Рис 4

Максимальные значения амплитуды полуволн неискаженного сигнала соответствуют пересечению нагрузочной прямой с статическими характеристиками в точке “C” – режим насыщения и в точке “В” – режим отсечки.

Рабочая точка “O” находится на середине нагрузочной прямой, тогда

Максимальная мощность неискаженного сигнала определяется выражением:

PKm 12UKmIKm 12 4 4.75 10 3 9.5(мВт)

Мощность, потребляемая от источника питания:

P0 UK0IK0 7 6 10 3 42(мВт)

Тогда коэффициент полезного действия:

8

Задача №4

Нарисовать схему электронного ключа на БТ с ОЭ и построить его передаточную характеристику Uвых f (Uвх ). Если сопротивление нагрузки RH 5RK . Тип транзистора,

напряжение питания сопротивление резистора в цепи коллектора использовать в соответствии с исходными данными и решением задачи №1. Сопротивление резистора в

цепи базы принять равным входному сопротивлению БТ RБ h11Э рассчитанному для рабочей точки.

Исходные данные:

Тип транзистора: КТ3127А

UK0 6(B)

IK0 8(мА)

Решение

Передаточная характеристика Uвых f (Uвх ) электронного ключа на БТ,

принципиальная схема которого представлена на рис 5, выполняется в следующей последовательности.

Находим параметры эквивалентной схемы ключа, показанной на рис. 6:

Рис. 5

Рис. 6

9

напряжения UБЭi , соответствующие выходным напряжениям Uвыхi , как показано на рисунке 8. В качестве напряжения UБЭ1, соответствующего IБ 0, используют пороговое напряжение UБЭпор , которое определяется напряжением точки пересечения

прямой, аппроксимирующей входную ВАХ при больших значениях тока базы, с осью абсцисс (рис 8). Тогда соответствующие входные напряжения вычисляются согласно выражению:

10