- •В.П. Литвиненко электронные устройства: расчет, моделирование, эксперимент Учебное пособие
- •Воронеж 2010
- •Введение
- •2. Пассивные частотные фильтры
- •3. Усилители постоянного тока
- •5. Активные rc фильтры
- •6. Резонансный усилитель
- •8. Генераторы сигналов
- •9. Измерительные устройства
- •10. Источники питания
- •178 Заключение
- •Транзистор кт315а
- •180 Транзистор кт3102ам
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
178 Заключение
Рассмотренные в учебном пособии вопросы являются весьма значимыми при изучении и проектировании электронной аппаратуры.
При освоении материала целесообразно использовать современные программы схемотехнического моделирования, позволяющие проводить глубокие и содержательные исследования, в том числе и при проведении лабораторных и курсовых работ.
Для изучения современной микроэлектронной элементной базы огромное количество информации (в том числе и русскоязычной) можно получить в Internetна сайтах фирм-производителей и торгующих организаций.
179
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Транзистор кт315а
Биполярный транзистор типа n-p-nКТ315Авыпускается в пластмассовом корпусе, чертеж которого показан на рис. П1.
В табл. П1.1 приведены рабочие, а в табл. П1.2 – предельно допустимые параметры транзистора. Рис. П 1.1
Таблица П 1.1
Параметр |
Значение |
Обратный ток коллектора мкА |
1 |
Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером |
20-90 |
Граничная частота передачи тока в схеме с общим эмиттером МГц |
250 |
Емкость коллекторного перехода пФ |
7 |
Таблица П 1.2
Параметр |
Значение |
Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер и коллектор-базаВ |
25 |
Максимально допустимое напряжение база-эмиттер В |
6 |
Максимально допустимый ток коллектора мА |
100 |
Максимально допустимая рассеиваемая на коллекторе мощность мВт |
150 |
180 Транзистор кт3102ам
Биполярный транзистор типа n-p-nКТ3102АМвыпускается в пластмассовом корпусе, чертеж которого (вид снизу и сбоку) показан на рис. П 1.2.
В табл. П 1.3 приведены рабочие, а в табл. П 1.4 – предельно допустимые параметры транзистора..
Рис. П 1.2
Таблица П 1.3
Параметр |
Значение |
Обратный ток коллектора мкА |
0,05 |
Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером |
100-250 |
Модуль на частоте 100 МГц не менее |
2 |
Емкость коллекторного перехода пФ |
6 |
Таблица П 1.4
Параметр |
Значение |
Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер и коллектор-базаВ |
50 |
Максимально допустимый ток коллектора мА |
250 |
Максимально допустимая рассеиваемая на коллекторе мощность мВт |
250 |
181
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Ряды номинальных значений сопротивлений, емкостей и
индуктивностей с допуском ±5 % и более
Таблица П 2.1
Е3 |
Е6 |
Е12 |
Е24 |
Е3 |
Е6 |
Е12 |
Е24 |
Е3 |
Е6 |
Е12 |
Е24 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
|
|
|
1,1 |
|
|
|
2,4 |
|
|
|
5,1 |
|
|
1,2 |
1,2 |
|
|
2,7 |
2,7 |
|
|
5,6 |
5,6 |
|
|
|
1,3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
6,2 |
|
1,5 |
1,5 |
1,5 |
|
3,3 |
3,3 |
3,3 |
|
6,8 |
6,8 |
6,8 |
|
|
|
1,6 |
|
|
|
3,6 |
|
|
|
7,5 |
|
|
1,8 |
1,8 |
|
|
3,9 |
3,9 |
|
|
8,2 |
8,2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
4,3 |
|
|
|
9,1 |
Номиналы соответствуют числам, приведенным в табл.2.1 и числам, полученным умножением на 10n, где n - целое положительное или отрицательное число.
Ряд Е3 соответствует отклонению от номинального значения ±50%.
Ряд Е6 соответствует отклонению от номинального значения ±20%.
Ряд Е12 соответствует отклонению от номинального значения ±10%.
Ряд Е24 соответствует отклонению от номинального значения ±5%.
182
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Моделирование вольтамперных характеристик
В пакете программ MicroCAP можно получить вольтамперные характеристики (ВАХ) полупроводниковых приборов. Пример формирования выходных ВАХ транзистора КТ3102А показан на рис. П3.1. Рис. П3.1
Моделирование ведется в режиме «Передаточные характеристики по постоянному току». На рис. П3.2 показано окно задания параметров.
Рис. П3.2
Для получения семейства ВАХ при различных токах базы используется пошаговый режим (Stepping), рабочее окно которого приведено на рис. П3.3.
183
Рис. П3.3
Результат моделирования выходных ВАХ показан на рис. П3.4.
Рис. П3.4
184
Полученные кривые можно оформить в графическом редакторе, например, в Paint.
Входные ВАХ можно получить в схеме, показанной на рис. П3.5, они показаны на рис. П3.6. Семейства ВАХ формируются в пошаговом режиме.
Рис. П3.5
Рис. П3.6
Полевые транзисторы описываются проходными ВАХ – зависимостями тока стока от напряжения затвор-исток при различных напряжениях стока. Пример модели для транзистора VCR4N показан на рис. П4.7, а ВАХ – на рис. П4.8.
185
Рис. П3.7
Рис. П3.8
186
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Триггер Шмидта КР561ТЛ1
В интегральной схеме четыре триггера Шмидта с логикой 3И на входе и инверсными выходами, условно-графическое обозначение приведено на рис. П4.1, внешний вид и габаритный Рис. П4.1
Чертеж приведен на
рис. П4.2.
Рис. П4.2
При напряжении питания +5 В значения пороговых уровней равныВ,В, а приВ соответственноВ,В.
187
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники / Л.А. Бессонов. М.: Высш. шк., 1996.
2. Попов В.П. Основы теории цепей / В.П. Попов. М.: Высш. шк., 1985.
3. Хоровиц П. Искусство схемотехники. Т 1, 2 / П. Хоровиц, У Хилл. М.: Мир, 1986.
4. Хоровиц П. Искусство схемотехники. Т 3 / П. Хоровиц, У Хилл. М.: Мир, 1994.
5. Литвиненко В.П. Основы электротехники. Часть 1. Цепи постоянного тока, линейные цепи при гармонических воздействиях: учеб. пособие / В.П. Литвиненко. Воронеж: ВГТУ, 2008.
6. Литвиненко В.П. Основы электротехники. Часть 2. Частотно-селективные цепи, спектральный анализ сигналов: учеб. пособие / В.П. Литвиненко. Воронеж: ВГТУ, 2008.
8. Литвиненко В.П. Основы электротехники. Часть 3. Переходные процессы в линейных электрических цепях, нелинейные цепи: учеб. пособие / В.П. Литвиненко. Воронеж: ВГТУ, 2008.
8. Кирьянов Д.В. Mathcad 13 / Д.В. Кирьянов. СПб.: БХВ – Петербург, 2006.
9. Розевиг В.Д. Система схемотехнического моделированияMicroCAPV/ В.Д. Розевиг. М.: «Солон», 1998.
188
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ………………………….…………..…………. 3
Проектирование электронных устройств …...……. 4
1.1. Подходы к проектированию …………...………….. 4
1.2. Выбор элементной базы …………...………………. 4
1.3. Расчет электронных устройств …………….……… 5
1.4. Моделирование ………………………………..…… 5
1.5. Экспериментальные работы …………………….… 7
2. Пассивные частотные фильтры …………………….. 9
3. Усилители постоянного тока ……………………..... 15
3.1. Усилительные свойства транзистора на
постоянном токе ……………………………..…… 15
3.2. Дифференциальный усилитель ………………….. 22
3.3. Усилитель постоянного тока на полевом
транзисторе …………………………………..…… 26
4. Усилители сигналов ………………………………… 30
4.1. Усилитель с резистивно-емкостными
связями …………………………………………….. 30
4.2 Эмиттерный повторитель ………………………..... 44
4.3. Усилитель на полевом транзисторе ……………... 54
4.4. Парафазный усилитель …………………………… 56
4.5. Усилитель мощности ………………………….….. 59
4.6. Интегральные усилители ………………………… 66
4.7. Операционные усилители …………………...…… 69
4.8. Усилители и преобразователи сигналов
на базе ОУ ……………………………………...…. 74
4.9. Измерительный усилитель ………………….….… 81
5. Активные RCфильтры ………………………..….… 87
6. Резонансный усилитель …………………………….. 97
6.1. Транзисторный резонансный усилитель ……..…. 97
6.2. Резонансный усилитель на ОУ …………….…… 105
7. Преобразователи сигналов …………………….….. 108
7.1. Линейные преобразования …………………...…. 108
7.2. Интегрирование и дифференцирование ……….. 110
189
7.3. Нелинейные преобразования …………………… 117
7.4. Компараторы ………………………………..…… 125
8. Генераторы сигналов ……………………………… 126
8.1. Генераторы гармонических колебаний
RCтипа ………………………………………..…. 126
8.2. Генераторы гармонических колебаний
LCтипа ………………………………………...… 136
8.3. Релаксационные генераторы ……………………. 145
9. Измерительные устройства ……………………….. 153
9.1. Амперметры и вольтметры постоянного тока … 153
9.2. Измерение переменных токов и напряжений …. 155
9.3 Электронные вольтметры переменного тока ….. 157
9.4 Электронные миллиамперметры переменного
тока ………………………………………………... 161
10. Источники питания …………………………….… 163
10.1. Методы построения источников питания ….… 163
10.2. Силовой трансформатор …………………….… 164
10.3. Выпрямитель ………………………………...…. 167
10.4. Фильтр ………………………………………...… 169
10.5. Электронный стабилизатор напряжения ……... 171
Заключение
Приложение 1 ……………………………………….... 180
Приложение 2 …………………………………...……. 182
Приложение 3 …………………………………...……. 183
Приложение 4 …………………………………...……. 187
Библиографический список …………………………. 188
190
Учебное издание
Литвиненко Владимир Петрович
ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА: РАСЧЕТ,
МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЭКСПЕРИМЕНТ
В авторской редакции
Подписано в печать 09.01.2009.
Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.
Усл. печ. л. 15,2. Уч.-изд. л. 11,8. Тираж экз.
Зак. №
ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»