
- •1. Основные понятия и расчетные формулы
- •1.1. Статический режим работы.
- •1.2. Транзисторный ключ с ускоряющей емкостью.
- •1.3. Транзисторный ключ с отрицательной нелинейной обратной связью.
- •2. Описание лабораторного макета
- •3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы.
- •Литература.
3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения
задание 1. исследовать параметры статического режима работы ключа на биполярном транзисторе
С
нять передаточную характеристику ключа на биполярном транзисторе и по ней определить параметры статического режима.
Собрать схему, приведенную на рис.1. У транзистора поставить β=100.
По передаточной характеристике определить: U1пор , U0пор , U1вых , U0вых. Для измерения U1вых , U0вых удобно использовать у осциллографа режим увеличенного экрана.
1.2 Исследовать влияние сопротивления нагрузки на передаточную характеристику и статические параметры биполярного транзистора.
Подключить к выходу ключа сопротивление нагрузки Rн=2; 1; 0.5; 0.1 кОм и для каждого значения зарисовать передаточную характеристику и определить ее параметры. Сделать выводы о влияние Rн на ПХ и ее параметры.
Задание 2. Исследование переходных процессов в биполярном транзисторе на этапе включения (tвкл=tзф+ tф) и выключения (tвыкл=tр+ tсп) ключа
Зарисовать в отчет временные диаграммы напряжений и токов транзистора при переключении. Масштаб по оси времени должен быть одинаков. Графики рисовать друг под другом, как показано на рис.3 настоящего описания. Входной сигнал – прямоугольный импульс с частотой 100кГц, скважностью 2%, амплитудой 2В, смещением 1В.
Схема для наблюдения временной диаграммы тока базы Iб приведена на рис.1
Рис.1.
Схема для наблюдения временной диаграммы напряжение база-эмиттер Uбэ приведена на рис.2.
Р
ис.2.
Схема для наблюдения временной диаграммы тока коллектора Iк приведена на рис.3.
Р
ис.3.
Схема для наблюдения временной диаграммы напряжения коллектор- эмиттер Uкэ приведена на рис.4.
Р
ис.4.
На всех временных диаграммах показать характерные времена.
Задание 3. Исследование характерных времен переходных процессов в биполярном транзисторе в зависимости от величины тока базы (степени насыщения - S)
2.1. Произвести измерения время задержки включения tзф, времени нарастания переднего фронта tф , времени рассасывания tр и времени спада tсп выходного тока при различных величинах тока Iб. Величины тока базы выбирать в диапазоне IбнIб40Iбн, где Iбн – ток базы насыщения, соответствует границе режима насыщения и рассчитывается из соотношения Iбн=Ек/(Rк), (Ек=12В, Rк=1кОм, =100). Значение тока базы задавать изменением величины сопротивления резистора в цепи базы Iб= Еб/Rб (Еб=3В).
Результаты измерений занести в таблицу 1.
Табл.1.
Iб, мА |
3 Iбн |
5 Iбн |
10 Iбн |
20 Iбн |
30 Iбн |
40 Iбн |
S=Iб/Iбн |
3 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
tзф, мкс |
|
|
|
|
|
|
tф, мкс |
|
|
|
|
|
|
tр, мкс |
|
|
|
|
|
|
tсп, мкс |
|
|
|
|
|
|
2.2 Построить графики зависимостей tзф=F(S), tф=F(S), tр=F(S), tсп=F(S). По экспериментальным данным и построенным графикам вычислить , , , Ск,
Задание 4. Исследование способов повышения быстродействия ключей на биполярном транзисторе
4.1. Схема с ускоряющей емкостью
Для этого:
- подключить к схеме конденсатор С1 (емкость С1 выбрать из условия τс=RC1=tи/3), напряжение на выхода генератора установить Uвх = E = 5В. Зарисовать форму входного и выходного сигнала и измерить параметры tф , tp , tc;
-то же самое измерение провести для конденсатора С2=5С1.
4.2. Схема с диодом в цепи обратной связи (схема с нелинейной обратной связью)
Для этого:
-подключить к схеме резистор R = R3;
-снять осциллограмм входного и выходного импульса при отсутствии и при наличии обратной связи (переключатель S1);
-для обоих случаев измерить tф , tp , tc.
4.3. схема Ненасыщеного ключа