Варианты заданий

(уточнить у преподавателя)

№ вар	Тип транзистора		Iк. доп , мА	Iко, мА	Uкэн, В	Uпор, В	Uбэн, В	f, МГц	U0, В	U1, В	IнаГР, мА
1	КТ312А (n-p-n)	80	30	0,01	0,3	0,3	0,6	20	0,4	3	0,6
2	КТ312А (n-p-n)	40	20	0,02	0,2	0,4	0,8	30	0,5	4	1,2
3	МП42 (p-n-p)	50	30	1	0,2	0,2	0,4	1	0,3	4	0,8
4	МП42 (p-n-p)	35	20	2	0,1	0,1	0,4	1	0,3	4,5	1,4
5	ГТ404 (n-p-n)	60	100	1	0,3	0,05	0,5	0,4	0,3	4	1,2
6	ГТ404 (n-p-n)	150	300	2	0,4	0,1	0,6	0,4	0,2	4,2	0,8
7	ГТ402 (p-n-p)	60	200	1	0,2	0,05	0,3	1	0,4	3,8	0,8
8	ГТ402 (p-n-p)	150	400	2	0,4	0,05	0,5	1	0,4	2,6	1,6
9	КТ315 (n-p-n)	30	100	0,6	0,3	0,3	0,6	10	0,4	3,2	2
10	КТ315 (n-p-n)	100	50	0,8	0,3	0,3	0,8	10	0,4	3,8	1,5

Подготовка к лабораторной работе

При подготовке производится расчет схемы, в таблицы заносятся расчетные параметры, строятся теоретические характеристики: ХВВ, входная и выходная.

1. В соответствии с заданным вариантом рассчитайте схему инвертора в следующем порядке:

• расчет величины R_K и выбор Е_П;

• расчет требуемого тока базы;

• расчет величины R1, R2 и выбор Е_Б.

При выполнении расчетов все параметры транзисторов и схем берутся без знака.

2. Выбор величины питания осуществляется исходя из параметров сигнала U¹<E_П. В стенде NI ELVIS имеются: +5 В, ±15 В, 0…+12 В на выводе SUPPLY+, 0…-12 В на выводе SUPPLY-.

3. Величина R_K вычисляется исходя из того, что величина напряжения на выходе закрытого транзистора должна быть не меньше U¹_МИН, а ток через открытый транзистор не должен превышать ток коллектора допустимый.

4. Внутри диапазона возможных значений R_K выбираем значение в середине диапазона. Если невозможно выделить некоторый диапазон для R_K, следует либо увеличить номинал Е_П, либо изменить в исходном задании некоторые данные, например U¹_МИН.

5. Вычисление требуемого тока базы выполняется по выражению . Для надежного включения рекомендуется обеспечить степень насыщения S = 1,5.

6. Величина Е_Б выбирается как минимальное из удовлетворяющих неравенству .

7. Расчет R1, R2 выполняется путем построения области допустимых значений R1, R2 и последующего выбора номиналов резисторов внутри этой области. Если область окажется слишком узкой, величину Е_Б следует взять больше.

8. Область допустимых значений R1, R2 строится на основании неравенств и . Величины R1, R2 выбираются в центре области (точка Е) Рис. 4 .27 обычно так, чтобы R1 было не более 15К, a R2— не более 320К. Если выбрать в области точку А (резисторы низкоомные) – повышается быстродействие, если точку С – понижается мощность, потребляемая схемой. Чем дальше от границы области выбрана точка, тем больше помехоустойчивость схемы.

Рис. 4.27. Область допустимых значений R1 и R2

2. Выбором величин R1, R2 расчет схемы заканчивается. После расчета схемы необходимо определить такие параметры схемы, как нагрузочная способность, помехоустойчивость и быстродействие.

3. Нагрузочная способность - это максимальный ток, отдаваемый в нагрузку (I_{НАГРМАКС}). Его величина для рассчитанной схемы определяется из выражения .

   • Коэффициент разветвления по выходу .

   • Величина входного тока .

11. Рассчитанные значения заносятся табл. 3.2.1.

Таблица 3.2.1. Нагрузочная способность

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
I1НАГРМАКС
I1ВХ
n

11. Помехоустойчивость определяется на основании ХВВ схемы. Для построения ХВВ вычисляется граничное значение 0 и 1 на входе схемы. Из рассчитываем , а из рассчитываем .

12. Величины сигналов на выходе: U⁰_ВЫХ = U_КЭН, U¹_ВЫХ = Е_П -I_К0R_K  Е_П.

13. Используя рассчитанные значения U⁰_ВЫХ, U¹_ВЫХ, U⁰_ГР,U¹_ГР строим теоретическую ХВВ (Рис. 4 .28) и вычисляем величины помехоустойчивости U⁰_П и U¹_П.

Рис. 4.28. Передаточная характеристика в режиме холостого хода и в режиме нагружения

11. Рассчитанные значения заносятся табл. 3.2.2.

12. Фактически, помехоустойчивость схемы больше, так как вместо U⁰_МАКС в реальной схеме на выходе открытого транзистора U_КЭН < U⁰_МАКС и вместо U¹_МИН на выходе закрытого транзистора  Е_П.

Таблица 3.2.2. Помехоустойчивость

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
U0ГР, В
U1ГР, В
U0П, В
U1П, В

11. Быстродействие схемы оценивается как следующая совокупность параметров сигнала: (t⁰¹, t¹⁰, t_Р, t⁰¹_ЗР, t¹⁰_ЗР). Значения параметров t⁰¹, t¹⁰, t_Р вычисляются исходя из того, что к схеме емкостная нагрузка не подключена.

12. Величина

11. Быстродействие транзистора

11. Ток I_б1 - включающий ток определяется из выражений:

    • 

    • 

    • 

12. Величина

11. Выключающий ток

Знак «-» или « + » в выражении зависит от направления тока I_ВХ, которое, в свою очередь, определяется тем, какой потенциал, U⁰ или U_БЭН, более положителен.

11. Величина

11. Рассчитанные значения заносятся табл. 3.2.3.

Таблица 3.2.3. Быстродействие

Параметр	Расчетные значения	Экспериментальные значения
t01, мкс
t10, мкс
tр, мкс
t01зр, мкс
t01зр, мкс