Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Ақпаратты өңдеу техникасы ргр2 52 нұсқа

.docx
Скачиваний:
11
Добавлен:
01.05.2015
Размер:
230.34 Кб
Скачать

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

ЭЛЕКТРОНИКА КАФЕДРАСЫ

Ақпаратты өңдеу техникасы

ЕСЕПТІК-СЫЗБАЛЫҚ ЖҰМЫС №2

52-НҰСҚА

Орындаған: Эк-12-2 топ студенті

Молдагазы А.Е.

Кітапша нөмірі №124352

Тексерген: Абрешова Г.

Алматы, 2013ж

Введение

Дисциплина «Информационно – измерительная техника» является одной из профилирующих при подготовке бакалавров по специальности «Электроэнергетика».

Измерительные информационные системы – это совокупность функционально обьединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств получения измерительной информации, ее преобразования, обработки в целях автоматического осуществления логических функций измерения, контроля, диагностики, идентификации и др.

Задача №1

Транзистор VT (может быть p-n-p или n-p-n) включен в усилительный каскад по схеме с ОЭ (см. рисунок 2.1) со смещением начальной рабочей точки током базы покоя. Для подачи смещения в цепь базы используется резистор Rб. Каскад питается от одного источника с напряжением Ек. Заданы постоянная составляющая тока базы Iб0, амплитуда переменной составляющей тока базы I, сопротивление резистора коллекторной нагрузки Rк, максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором, РКmax (см. таблицу 2.13). Диапазон частот усиливаемых колебаний fн  fв (см. таблицу 2.14).

Привести схему включения транзистора в соответствии с его типом проводимости и произвести графоаналитический расчет динамического режима.

Для этого требуется:

а) построить линию РКmax транзистора;

б) по выходным характеристикам найти:

1)     постоянную составляющую тока коллектора Iк0;

2)     постоянную составляющую напряжения коллектор-эмиттер Uкэ0;

3)     амплитуду переменной составляющей тока коллектора I;

4)     выходную мощность Рвых;

5)     амплитуду выходного напряжения UmR = Umкэ;

6)     коэффициент усиления по току КI;

7)     полную потребляемую мощность в коллекторной цепи Р0;

8)     кпд коллекторной цепи .

Проверить, не превышает ли мощность Рк0, выделяемая на коллекторе в режиме покоя, максимально допустимую мощность РКmax;

в) с помощью входных характеристик определить:

1)     напряжение смещения Uбэ0;

2)     амплитуду входного сигнала Umбэ;

3)     входную мощность Рвх;

4)     коэффициент усиления по напряжению КU и по мощности КP,

5)     входное сопротивление каскада Rвх;

6)     сопротивление резистора Rб;

7)     емкость разделительного конденсатора СР;

г) для рабочей точки усилителя найти параметры h21э, h22э, Rвых  h11э, и аналитически рассчитать величины КI, КU, КР, Rвх.

 Т а б л и ц а 2.13

Последняя цифра номера зачетной книжки

№ вар.

1

2

3

4

5

VT

КТ313А

Ек, В

6

Iб0, мА

0,5

Imб, мА

0,1

Rк, кОм

0,1

Pkmax, Вт

0,1



 

 

 

 

 

  Т а б л и ц а 2.14

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки

№ вар.

1

2

3

4

5

fн, Гц

120

fв, кГц

9



Требуется:

а)   привести схему включения заданного транзистора и выполнить графоаналитический расчет ее;

б)  проверить, не превышает ли мощность РК0, выделяемая на коллекторе в режиме покоя, максимально допустимую мощность РКmax;

в)  для рабочей точки усилителя найти параметры h21э, h22э, Rвых = 1/ h22э, h11э, и аналитически рассчитать величины КI, КU, КP, Rвх.

 

Методические указания к выполнению графоаналитического  расчета динамического режима транзистора

Характеристики транзистора берутся из справочника, например, для заданного показаны на рисунках 3.2 и 3.3:

 

 

 

 

 

 

а) на семействе выходных характеристик (см. рисунок 3.3) строим линию максимально допустимой мощности, используя уравнение:

IKmax = РКmax  / Uкэ   IKmax =0.1  / UКЭ .

Подставим значения UКЭ, равные, например, -7,5; -10; -15; -20 В, получаем  значения  IKmax, равные 13,3; 10; 6,6; 5 мА, соответственно (см.таблицу 3.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 3.1

UКЭ, В

− 7,5

− 10

− 15

− 20

IKmax, мА

13,3

10

6,6

5

 

 

Построим по этим точкам линию РКmax  на рисунке 3.3;

б) используя уравнение линии нагрузки Iк=Uкэ)/Rк, на семействе выходных характеристик строим линию нагрузки

при Iк= 0, Uкэ = Ек 6 В  − первая точка линии нагрузки,

при Uкэ= 0, Iк = Ек/ Rк =6/100 = 60 мА − вторая точка. Соединяем их.

Точка пересечения линии нагрузки с характеристикой, соответствующей постоянной составляющей тока базы Iб0=500 мкА, определит рабочую точку. Ей будут соответствовать

Iко = 9 мА,  Uкэ0 = 6 В.

Амплитуду переменной составляющей тока коллектора определим как среднее значение

,            I = (13,310-3 −510-3) / 2 = 4,15 мА.

Амплитуда переменного напряжения на нагрузке

UmR = Umкэ = I Rк,      UmR = Umкэ = 4,1510-3  0,1103 = 0,415 В.

Коэффициент усиления по току

КI  = I / I,                  КI  = 4,1510-3 / 0,110-3 = 41,5.

 

Выходная мощность     Рвых = 0,5 I UmR ,     

Рвых = 0,54,1510-3 0,415 = 0,810-3  = 0,8 мВт.

 

Полная потребляемая мощность в коллекторной цепи

Р0 = ЕкIк0,      Р0 = 6910-3 = 54 мВт.

Кпд коллекторной цепи

= Рвых / Ро,                 = 0,810-3 / 5410-3 = 0,01 = 1 %.

 

Мощность, рассеиваемая на коллекторе постоянной составляющей коллекторного тока

РК0 = IК0UКЭ0,               РК0 = 910-36 = 54 мВт,          РКmax = 100 мВт,

РК0 РКmax  − следовательно, режим работы усилителя является допустимым;

в) далее расчет ведем по семейству входных характеристик (см. рисунок 3.2). У транзисторов входные характеристики расположены близко друг от друга, поэтому в качестве рабочей входной характеристики можно принять одну из статических входных характеристик, соответствующую активному режиму, например, характеристику, снятую при UКЭ = − 5 В. Из графика находим, что Uбэ0 = − 0,25 В.

Амплитуда входного напряжения

,       Umбэ = (27710-3 − 18710-3) /2 = 45 мВ.

Модуль коэффициента усиления по напряжению

КU = Umкэ / Umбэ,                  КU = 0,415 / 4510-3 = 9,2

Коэффициент усиления по мощности

КР = КI KU ,                   KP = 41,59,2  382.

Входная мощность

Pвх = 0,5IU,              Рвх = 0,50,110-3 4510-3 = 2,25 мкВт.

Входное сопротивление

Rвх = Umбэ / I,              Rвх = 4510-3 / 0,110-3 = 450 Ом.

Сопротивление резистора Rб

,           Rб = (6−0,25) /0,510-3 =11,5 кОм.

Емкость разделительного конденсатора Ср определяется из условия

 где н – низшая рабочая частота;

СР = ,       СР =10 / (6,28120450) = 2,94 мкФ;

г) рассчитаем h-параметры в рабочей точке при UКЭ =  6 В и Iк0 = 9 мА

h21э  =  = ;

по точкам В и Г на рисунке 3.3 определим

h21э  = 9мА/0,5мА= 18,5

По точкам D и E определим

h22э  =              h22э  = = 117 мкСм.

Rвых = ,                      Rвых = = 8,5 кОм,

параметр h11э  = .

По точкам М и N на рисунке 3.2 определим

h11э  = = 210 Ом.

Крутизна характеристики транзистора

S = y21э = = 18/210= 85 мА/В.

С помощью найденных параметров определим искомые значения по приближенным формулам. Коэффициент усиления по току КI h21э = 18.5, точнее

КI = = = 17.5, что сходится с результатом графо-аналитического расчета.

Входное сопротивление Rвх h11э 210 Ом.

Коэффициент усиления по напряжению

КU= - 44;       точнее, КU = = - 41.5.

Коэффициент усиления по мощности

KP = KI KU = 17,5 41,5 = 725.

Задача №2

Определить напряжение на коллекторе Uк (см. рисунок 2.1), если базовый ток транзистора Iб, коэффициент прямой передачи тока базы h21э (см. таблицу 2.15), сопротивление коллекторной нагрузки Rк, напряжение коллекторного питания Ек (см. таблицу 2.16). Обратным током транзистора пренебречь.

Та б л и ц а 2.15

Последняя цифра номера зачетной книжки

№ вар.

2

Iб, мА

0,3

h21э

25

 

Таблица 2.16

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки

№ вар.

5

Rк, кОм

0,6

Ек, В

8

Определим ток коллектора, протекающий через транзистор

Iк= Iб* h21э=0,3*10-3*25=7,5*10-3 А

Падение напряжения на сопротивлении коллекторной нагрузки Rк

U= Iк* Rк=25*10-3* 0,6*103=15B

                Определим напряжение на коллекторе

Uк= Ек- U=8-15=-7B

Задача №3

Определить напряжение коллекторного питания Ек в схеме (см. рисунок 2.1), если напряжение на коллекторе в режиме покоя Uкп, ток коллектора покоя  Iкп  (см. таблицу 2.17),сопротивление коллекторной нагрузки Rк (см. таблицу 2.18).

 

Т а б л и ц а 2.17

Последняя цифра номера зачетной книжки

№ вар.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Uкп, В

5

Iкп, мА

25

 

Т а б л и ц а 2.18

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки

№ вар.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Rк, кОм

1,2

  

Определим падение напряжения на сопротивлении коллекторной нагрузки Rк

URk=Ik*Rk=25*10-3 *1,2*103=3,0 B

Напряжение коллекторного питания Ек

Ек= Uкп+URk=5+3=2B

                     .

Список литературы

  1. 1.   Работы учебные. Фирменный стандарт ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию. – Алматы: АИЭС, 2002. – 31 с.

2.   Головатенко-Абрамова М.П., Лапидес А.М. Задачи по электронике. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 112 с.

3.   Расчет электронных схем. Учебное пособие для вузов. /Г.И.Изъюрова и др. – М.: Высшая школа, 1987.‑335 с.

4.   Жолшараева Т.М. Микроэлектроника. Полупроводниковые приборы: Учебное пособие. ‑ Алматы: АИЭС, 2006. – 79 с.

5.   Нефедов А.В. Транзисторы для бытовой, промышленной и спе-циальной аппаратуры: Справочное пособие. – М.: Солон-Пресс, 2008. – 600 с.