![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Лабораторная работа № 1исследование электронных ключей на биполярных транзисторах
- •1. Теоретические сведения
- •Задержка включения транзистора
- •Формирование фронта переключения транзистора
- •Влияние барьерной емкости база-коллекторного перехода
- •Время рассасывания избыточного заряда
- •Время среза
- •2. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 2исследование диодно-транзисторных и транзисторно-транзисторных логических элементов
- •Диодно-транзисторная логика
- •Транзисторно-транзисторная логика
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 3исследование устройств формирования импульсов и генераторов колебаний на интегральных цифровых элементах
- •Генераторы импульсов
- •Формирователи импульсов заданной длительности
- •Программа работ
- •Содержаниеотчета
- •Контрольныевопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 4исследование дифференциального усилителя
- •Дифференциальный усилитель
- •Параметры дифференциального усилителя
- •Порядок выполнения работы
- •Оформление отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Содержание
- •Основы микроэлектроники Методические указания
- •6 30092, Г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
Влияние барьерной емкости база-коллекторного перехода
Рассматривая перезаряд барьерной емкости коллекторного перехода, обратимся к схеме замещения транзистора (рис. 1.6).
Рис. 1.6
Распишем первый закон Кирхгофа для 1-го и 2-го узла схемы замещения.
,
или
;
;
;
.
Учитывая, что
,
запишем
,
.
Значение
достигается в момент
,
который может быть определен из (6).
Уравнение (6)
представляет собой неоднородное линейное
дифференциальное уравнение с постоянными
коэффициентами вида
,
решение которого легко можно найтиметодом вариации произвольной
постоянной(метод Лагранжа) в виде
.
Решая (6), получаем
,
где
.
Выражение (7)
аналогично выражению (5) но длительность
процесса здесь определяется постоянной
времени коллекторной емкости:
.
Множитель (+1) при
постоянной времени
связан с проявлением так называемогоэффекта Миллерапри наличии связи
между входом и выходом.
Время рассасывания избыточного заряда
Пусть транзистор
был насыщен током
,
тогда заряд, накопленный в нем, равен
(рис. 1.7), где
– постоянная времени накопления
избыточного заряда.
В некоторый момент
времени ток базы скачком уменьшается
от положительного значения
до отрицательного значения
.
С этого момента начинается уменьшение
заряда с постоянной времени рассасывания
,
причем приt
заряд стремится к теоретическому
значению заряда
.
Рис. 1.7
Время рассасывания
,
определяется ГОСТ 18604.21 –78 как отрезок
времени между моментом подачи запирающего
тока
и моментом, когда напряжение на коллекторе
в схеме достигнет уровня
(0.1…0.3)Eп
[2].
При этом транзистор
будет находиться в насыщенном
состоянии до тех пор, пока заряд не
снизится до величины
.
Таким образом, согласно (1) время
рассасывания накопленного заряда в
базе можно определить
.
Для ориентировочных
расчетов можно принять
для бездрейфовых транзисторов (например,
для сплавных германиевых) и
– для дрейфовых транзисторов (например,
диффузионных по технологии), где
,
–
постоянная времени.
.
Время среза
Аналогично выводу
соотношения (9) легко получить время
среза –
.
.
2. Порядок выполнения работы
Обеспечить ключевой режим работы схемы, изображенной на рис. 1.8. Для этого рассчитать величины сопротивлений
,
при следующих данных:
– VT– КТ201А,,
=
10 МГц,Ск = 20 пФ,Сэ = 5
пФ;
– Eк = 5 В;
–
;
– Iкн= 5 мА;
– S = 3;
– Ег = 2 В;fг = 50 кГц.
Результаты расчета согласовать с преподавателем.
Собрать схему согласно рис. 1.8, используя расчетные данные.
Зарисовать эпюры напряжений в точках аиbс относительным их расположением, а также эпюры напряжений, отражающие
и
.
Измерить параметры
,
,
,
. Измерения проводить, используя внешнюю синхронизацию осциллографа.В качестве синхронизирующего сигнала использовать сигнал Eг.
При оформлении отчета рассчитать параметры
,
,
,
и занести в таблицу. Сравнить расчетные и измеренные данные.
Рис. 1.8
Экспериментально определить минимальное значение входного сигнала EГ1, при котором транзистор находится на границе режима насыщения. В качестве критерия определения использовать напряжение
. Для этого использовать измеренные значения
,
, по которым вычислить
.
Измерить параметры
,
,
,
. Полученные значения занести в таблицу.
Зарисовать эпюры напряжений в точках аиbс относительным их расположением, а также эпюры напряжений, отражающие
и
.
Рассчитать значения токов
и
по следующим соотношениям:
;
.
Рассчитать коэффициент усиления
по выражению
.
Установить величину напряжения генератора, соответствующую
, для этого воспользоваться соотношением
.
Провести измерения согласно п.п. 2.1.
Результаты измерений занести в таблицу.
Собрать схему, изображенную на рис. 1.9, со значениями параметров элементов, рассчитанных в п. 2.1 и дополнительным резистором
.
Рис. 1.9
Рассчитать амплитуду сигнала генератора по соотношению
. (10)
При проведении эксперимента установить амплитуду сигнала генератора согласно полученному в расчете, а частоту сигнала EГ2, – равную 50 кГц.
Измерить параметры
,
,
,
. Полученные значения занести в таблицу. Зарисовать эпюры напряжений в точкахаиbс относительным их расположением, а также эпюры напряжений, отражающие
и
.
Собрать схему, изображенную на рис. 1.10, со значениями параметров элементов, соответствующих п. 2.3, и конденсатором С = 1 нФ. Установить частоту сигналаEГ, равную 50 кГц.
Рис. 1.10
Измерить параметры
,
,
,
. Полученные значения занести в таблицу.
Зарисовать эпюры напряжений в точках аиbс относительным их расположением, а также эпюры напряжений, отражающие
и
.
2.6. Собрать схему, изображенную на рис. 1.11, со значениями параметров элементов, соответствующих п. 2.5. Установить частоту EГ, равную 50 кГц.
Измерить параметры
,
,
,
. Полученные значения занести в таблицу.
Рис. 1.11
Зарисовать эпюры напряжений в точках а и b с относительным их расположением, а также эпюры напряжений, отражающие
и
.