2.4 Расчет и моделирование параметров усилителя на постоянном токе

Для моделирования усилительного каскада, представленного на рис. 1.13, выполнить в предложенной ниже последовательности расчет его параметров.

1. рассчитать предварительное значение тока базы покоя I_0Б (см. ф. 1.9);

2. используя соотношение 1.11, задаться значением тока делителя I_Д;

3. найти значение резистора R₂;

4. определить значение резистора R₁;

5. рассчитать коэффициент нестабильности коллекторного тока S(см. ф. 1.12).

6. смоделировать схему усилителя на биполярном транзисторе с ОЭ с эмиттерной термостабилизацией (см. рис. 1.13), установив полученные значения сопротивлений резисторов в цепях базового делителя напряжения. Измерить все постоянные токи, протекающие в цепях транзистора и падения напряжений на всех участках цепи. Сравнить полученные значения с расчетными.

По окончании выполнения работы и оформления отчета каждый студент должен ответить письменно на два контрольных вопроса. Номера вопросов для каждого варианта представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6

№ варианта	№ вопроса	№ варианта	№ вопроса
1	1, 10	15	18, 21
2	2, 15	16	22, 15
3	3, 17	17	23, 14
4	4, 19	18	24, 3
5	5, 20	19	25, 4
6	6, 21	20	26, 5
7	7, 27	21	29, 1
8	8, 28	22	2, 19
9	9, 30	23	4, 28
10	11, 23	24	7, 17
11	12, 24	25	9, 30
12	13, 25	26	3, 27
13	14, 26	27	5, 15
14	16, 6	28	16, 10

Контрольные вопросы

1. Пояснить, какие физические процессы происходят в структуре плоскостного биполярного транзистора.

2. Какие существуют режимы работы биполярного транзистора. Какие напря­жения подаются на его р-n-переходы в разных режимах работы? Параметры каждого из режимов и их практическое использование.

3. Усилительный режим работы биполярного транзистора. Характеристики усилительных свойств.

4. Динамический режим работы биполярного транзистора. Построение динамической характеристики.

5. Статический режим работы биполярного транзистора. Характеристики и параметры статического режима работы.

6. Сравнительный анализ возможных схем включения биполярного транзистора (ОЭ, ОБ, ОК). Статические вольтамперные характеристики биполярного транзистора для разных схем его включения.

7. Напишите выражения, с помощью которых вводятся h-параметры биполярного транзистора, и объяс­ните физический смысл каждого из этих параметров. Изобразите эквивалентную схему биполярного транзистора в системе h-параметров.Каковы условия измеренияh-параметров?

8. Графоаналитическая методика определения h-параметров биполярного транзистора. Пояснить на примере. Достоинства и недостатки системыh-параметров.

9. Система y-параметров биполярного транзистора. Объяс­ните физический смысл каждого из этих параметров. Изобразите эквивалентную схему биполярного транзистора в системе y-параметров. Достоинства и недостатки системыy-параметров.

10. Как зависят характеристики и параметры биполярного и полевого транзисторов от температуры, частоты и других условий ра­боты?

11. На семействе выходных характеристик транзистора в схеме ОЭ проведите выходную нагрузочную характеристику. Как изменится ее вид при изменении:

а) напряжения питания при том же сопротивлении коллекторной нагрузки R_К;

б) сопротивления R_К при том же напряжении питания? Напишите уравнение для выходной нагрузочной характеристики.

12. На семействах входных и выходных статических характеристик транзис­тора, включенного по схеме с общим эмиттером, отметьте области, соответствующие режимам отсечки, усиления и насыщения. Какие напря­жения подаются на р-n-переходы транзистора в перечисленных режимах работы?

13. Что такое коэффициент насыщения S_нас транзистора? Какие значения этого коэффициента используют на практике?

14. Каков характер и величина изменения входного и выходного сопротивлений (R_вх R_вых) в зависимости от схемы включения биполярного транзистора? Как изменяется коэффициент усиления по мощности в зависимости от схемы включения биполярного транзистора?

15. В чем заключается принцип действия полевого транзистора с управляющим p-n переходом? Что собой представляет размерность крутизны S полевого транзистора? Является ли значение крутизны S постоянным для конкретного полевого транзистора?

16. Ключевые режимы работы биполярного транзистора. Параллельный и последовательный ключи на биполярном транзисторе. Основные параметры транзисторных ключей.

17. Основные параметры и характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом.

18. Перечислить основные физические параметры биполярных транзисторов и дать их определение. Какова связь физических параметров транзистора иh-пара­метров?

19. Какими преимуществами обладают полевые транзисторы по сравнению с биполярными?

20. В чем отличие принципа действия и основных характеристик полевого транзистора с управляющим p-n переходом и МДП транзистора.

21. Схемы включения полевых транзисторов, их основные характеристики (ОС, ОИ, ОЗ). Сравнительный анализ схем включения.

22. Охарактеризовать стационарные состояния и переходные процессы в транзисторных ключах. Дать сравнительный анализ транзисторных ключей на биполярных и полевых транзисторах.

23. Классификация транзисторов. Принципы маркировки и условные графические обозначения биполярных и полевых транзисторов.

24. Изобразить:

- принципиальную и эквивалентную схемы биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером;

- статические вольтамперные характеристики биполярного транзистора для этой схемы включения.

Особенности, преимущества и недостатки схемы с общим эмиттером, ее практическое применение.

25. Изобразить:

- принципиальную и эквивалентную схемы биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой;

- статические вольтамперные характеристики биполярного транзистора для этой схемы включения.

Особенности, преимущества и недостатки схемы с общей базой, ее практическое применение.

26. Изобразить:

- принципиальную и эквивалентную схемы биполярного транзистора, включенного по схеме с общим коллектором;

- статические вольтамперные характеристики биполярного транзистора для этой схемы включения.

Особенности, преимущества и недостатки схемы с общим коллектором, ее практическое применение.

27. Изобразить:

- принципиальную и эквивалентную схемы полевого транзистора, включенного по схеме с общим стоком;

- статические вольтамперные характеристики полевого транзистора для этой схемы включения.

Особенности, преимущества и недостатки схемы с общим стоком, ее практическое применение.

28. Изобразить:

- принципиальную и эквивалентную схемы полевого транзистора, включенного по схеме с общим истоком;

- статические вольтамперные характеристики полевого транзистора для этой схемы включения.

Особенности, преимущества и недостатки схемы с общим истоком, ее практическое применение.

29. Изобразить принципиальную схему и пояснить принцип действия ненасыщенного ключа с нелинейной отрицательной обратной связью.

30. Чем обусловлены статические и динамические потери в транзисторном ключе?

Список рекомендуемой литературы

1. Аналоговая и цифровая электроника (Полный курс): Учебник для вузов

/ Ю.В. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров; Под ред. О.П. Глудкина. - М.:

Горячая Линия - Телеком, 2002.

2. Электропитание устройств связи: Учебник для вузов /А.А. Бокуняев,

В.М. Бушуев, А.С. Жерненко и др.; Под ред. Ю.Д. Козляева. - М.: Радио и связь, 1998.

3. Основы промышленной электроники: Учеб. для неэлектротехн. спец. ву-

зов / В.Г. Герасимов, О.М. Князьков, А.Е. Краснопольский, В.В. Сухоруков; Под ред. В.Г. Герасимова. – 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986.

4. Изъюрова Г.И., Кауфман М.С. Приборы и устройства промышленной элек-

троники. Учебн. пособие для вузов. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1975.

28