УДК 621.396.6
Общая электротехника и электроника: Программа учебной дисциплины и методические указания к выполнению контрольных работ и курсовой работы / Сост. В.Н. Станевко; РГАТУ. - Рыбинск, 2012. – 57с. – (Заочная форма обучения / РГАТУ).
Данные методические указания предназначены для выполнения контрольной и курсовой работы студентами специальности 200800.
СОСТАВИТЕЛЬ
кандидат технических наук, доцент В.Н. Станевко
ОБСУЖДЕНО
на заседании кафедры РТС
РЕКОМЕНДОВАНО
Методическим Советом РГАТУ
Зав. РИО М.А. Салкова
Подписано в печать 26.06.2011
Формат 60x84 1/16. уч.-изд. л. 2,5. Тираж 150. Заказ 127.
Множительная лаборатория РГАТУ 152934, Рыбинск, ул. Пушкина, 53
© РГАТУ, 2012
ВВЕДЕНИЕ
Настоящая программа составлена в соответствии с «Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования».
Цель преподавания дисциплины состоит в овладении методами анализа радиотехнических и электромагнитных цепей, в понимании принципов действия электротехнических устройств и электронных полупроводниковых приборов.
Задачей дисциплины является изучение методов анализа радиотехнических цепей постоянного и переменного тока в установившихся и переходных режимах, методов анализа частотных свойств цепей, изучение методов анализа нелинейных цепей, а также изучение принципов функционирования электротехнических устройств и электронных полупроводниковых приборов.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Элементы электрических цепей, основные понятия цепи
Активные элементы и их условные обозначения. Пассивные элементы – понятие, диссипативные и реактивные элементы. Условное обозначение диссипативных элементов, реактивных элементов без потерь и с потерями. Понятие вольтамперной характеристики элемента Линейный и нелинейный элементы. Понятие электрической цепи. Элементы электрической цепи - узел, ветвь, контур. Классификация электрических цепей - пассивная, активная, реактивная, диссипативная, линейная, нелинейная. Понятие двухполюсников и многополюсников. Основные законы цепи – закон Ома, первый и второй законы Кирхгофа. Виды соединения элементов цепи - последовательное, параллельное, звездой, треугольником. Эквивалентные преобразования в электрической цепи - понятие, соотношения при последовательном и параллельном соединении Эквивалентные преобразования звезды в треугольник и треугольника в звезду.
2. Методы расчета линейных электрических цепей
Понятие расчета цепи. Расчет методом эквивалентного преобразования, расчет с помощью законов Кирхгофа, расчет методом контурных токов, расчет методом наложения. Баланс мощностей и применение его для оценок точности расчета Идеальные и реальные источники напряжения и тока, условия передачи максимума мощности в нагрузку (условия согласования с нагрузкой).
3. Линейные цепи резистивные «первого порядка при гармоническом воздействии
Применение функций комплексного переменного для представления синусоидальных токов и напряжений. Векторная диаграмма, комплексное сопротивление, треугольник сопротивлений. Мощности при гармоническом напряжении и токе, добротность и затухание Синусоидальный ток в резистивном двухполюснике, в емкостном двухполюснике (идеальном и реальном), в индуктивном двухполюснике (идеальном и реальном) – связь между током и напряжениями, векторная диаграмма.
4. Анализ цепей второго порядка в частотной области Последовательный одиночный колебательный контур – понятие, связь между током и напряжениями, векторная диаграмма, резонанс напряжений, резонансная частота, мощность, добротность, затухание, характеристическое сопротивление, амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики, полоса пропускания.
Параллельный колебательный контур – понятие. Параллельный контур без диссипации в реактивных ветвях – полное сопротивление, резонанс в контуре, напряжение на контуре, мощность, добротность, амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики, полоса пропускания, токи в контуре, резонанс токов.
Связанные колебательные контура. Назначение связанных контуров. Коэффициенты связи двух связанных контуров – понятие, виды связи, коэффициент связи индуктивно связанных контуров. Эквивалентный контур для двух индуктивно связанных контуров. Резонансная частота эквивалентного контура. Полоса пропускания для двух индуктивно связанных контуров.
5. Четырёхполюсники
Определение и классификация четырехполюсников. Системы уравнений для четырёхполюсников. Характеристические параметры четырёхполюсника -входные и выходные характеристические сопротивления четырёхполюсника. Каскадное соединение четырёхполюсников. Коэффициенты передачи четырехполюсника. Обратные связи в четырехполюсниках – понятие обратной связи, виды обратных связей, коэффициенты передачи по напряжению в четырехполюснике при отрицательной и положительной обратной связи, входные и выходные сопротивления четырехполюсника при положительной и отрицательной обратной связи.
6. Электрические фильтры
Общие понятия и классификация, основные схемы фильтров. Фильтры типа – k (понятие фильтра типа – k, низкочастотные, высокочастотные, полосовые и режекторные схемы фильтров, зависимость затухания от частоты, достоинства и недостатки фильтров типа – k). Фильтры типа – m (понятие фильтров типа - т, низкочастотные, высокочастотные, полосовые и режекторные схемы фильтров, зависимости подавления от частоты, достоинства и недостатки фильтров типа – т ). Безиндуктивные фильтры – понятие, область применения. Основные схемы низкочастотных, высокочастотных, полосовых и режекторных фильтров, их принцип действия, зависимость подавления от частоты, достоинства и недостатки.
7 Переходные процессы в электрических цепях
Понятие переходного процесса, ступенчатый входной сигнал, начальные условия, законы коммутации, анализ переходного процесса с помощью преобразований Лапласа. Переходные процессы в цепях первого порядка - в RC и LR цепях, постоянная времени цепи, условия интегрирования; в CR и RL цепях, условия дифференцирования. Переходные процессы в цепях второго порядка.
8. Нелинейные электрические цепи
Понятие нелинейного элемента и нелинейной цепи, классификация нелинейных элементов, примеры нелинейных элементов, параметры нелинейных элементов (статическое и динамическое сопротивления). Методы расчета нелинейных цепей (графический расчет нелинейных цепей постоянного тока и переменного тока).
9. Электромагнитные устройства
Магнитные цепи - понятие, характеристики. Расчет магнитных цепей постоянного и переменного тока. Трансформаторы – принцип действия, основные расчетные соотношения, конструкции, область применения. Электрические двигатели – двигатели постоянного тока, синхронные двигатели, асинхронные двигатели – принцип действия, основные характеристики.
10. Контактные свойства в полупроводниках (ПП)
Формирование р-n перехода, его свойства при наличии внешнего электрического напряжения, вольтамперная характеристика р-n перехода. Температурные и частотные свойства р-n перехода. Туннельный эффект. Контакт металл-полупроводник. Переход Шотки. Поверхностные явления в ПП (МДП-структура, режимы обогащения и обеднения, эффект поля).
11 Оптические и фотоэлектрические свойства полупроводников. Фотопроводимость в ПП. Фоторезисгорный эффект, фотоэффект в р-n переходе. Электромагнитное излучение в полупроводниках
12. Полупроводниковые диоды (ППД)
Понятие, материалы, применяемые для ППД, плоскостная и точечная конструкция р-n перехода, система маркировки диодов. Выпрямительный, высокочастотный, импульсный диоды, стабилитрон, стабистор, варикап, туннельный диод – устройство, принцип действия, характеристики, параметры, обозначение, применение.
13. Транзисторы
Понятие, типы транзисторов, классификация по рассеиваемой мощности и предельным частотам, применяемый материал, способы маркировок.
13.1. Биполярный транзистор – конструкция, принцип действия транзисторов прямой и обратной проводимости, обозначение (графическое), усилительные свойства. Схемы включения транзистора с ОБ, с ОЭ, с ОК – коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности, входное и выходное сопротивления. Статические входные и выходные характеристики, динамический режим – выходная, входная и проходная динамические характеристики. Эквивалентные схемы транзистора, параметры транзистора – первичные (по постоянному току), вторичные (по переменному току h-параметры), электрические (fnpед, fmax Ск Рк и т.д.). Влияние температуры на параметры транзистора. Составной биполярный транзистор.
13.2. Полевые транзисторы (ПТ) – понятие, основные элементы полевых транзисторов (канал, исток, сток, затвор). Устройство и принцип действия полевые транзисторы с управляемым р-п переходом и с изолированным затвором (МОП-транзистор со встроенным и индуцированным каналом). Условное обозначение ПТ, основные схемы включения. Характеристики полевых транзисторов с управляемым р-n переходом (входные, выходные и стокозатворные). Характеристики полевых транзисторов с изолированным затвором (выходные и стокозатворные). Схема замещения, параметры ПТ – первичные (по постоянному току), вторичные (по переменному току
h-параметры), электрические параметры.
14. Специальные диоды и транзисторы
Тиристоры – динисторы, тринисторы (управляемые по аноду и по катоду), симисторы – устройство и принцип действия, характеристики и параметры, конструкция, условное обозначение и маркировка, применение.
Однопереходные транзисторы – устройство, принцип действия, характеристики, условное обозначение, применение.
15. Оптоэлектронные приборы
Светоизлучающие диоды – устройство, принцип действия, характеристики, конструкция, условные обозначения, применение.
Фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры, оптроны – устройство, принцип действия, характеристики, конструкция, условное обозначение, применение.
Фотогальванические элементы – характеристики, применение.
16. Электронные приборы индикации и отображения информации Общие сведения, основные параметры, термины и определения, условные обозначения (маркировка).
Полупроводниковые индикаторы: единичные светодиодные индикаторы, многоэлементные знакосинтезирующие индикаторы – устройство, принцип действия, характеристики, применение.
17. Основные элементы интегральных схем
Общие понятия. Понятие интегральной схемы (ИС) и гибридной интегральной схемы (ГИС) Интегральные микросхемы на основе биполярной технологии Интегральные микросхемы на основе МОП-технологии.
Линейные (аналоговые) интегральные микросхемы – понятие, назначение. Линейные ИМС различного назначения: диодные и транзисторные микросборки, линейные и ключевые стабилизаторы напряжения. Параметры линейных ИМС и их маркировка.
Цифровые интегральные микросхемы - назначение, классификация, статические и динамические параметры.
Логические микросхемы – выполняемые функции, условные обозначения, таблица истинности. Типы логических микросхем – ДТЛ, ТТЛ, ТТЛМ, ТЛПТ (ТЛЭС), маркировка.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Станевко В.Н. Основы теории цепей: Учебное пособие. Часть 1.Рыбинск, РГАТА имени П.А.Соловьёва, 2009 – 172с.
Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. - М.: «Энергия», 1978. – 592с
Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. / Под ред. В.А. Лабунцова. – М: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.
Жеребцов И.П. Основы электроники - Л: Энергоатомиздат, 1990 – 352 с
Щука А.А. Основы интегральной электроники: Учебное пособие. – М: Высш.шк., 1993.-425 с.
Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учебник. - М. Высшая шк., 2000, – 542 с.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1
ВВЕДЕНИЕ
Целью контрольной работы является выработка практических навыков расчета электрических цепей постоянного тока. Цепи постоянного тока широко распространены в радиотехнических устройствах. Наличие навыков по их расчету совершенно необходимо, как для дальнейшего обучения по выбранной специальности (200800), так и для успешной работы в области радиоэлектроники. При выполнении контрольной работы необходимо обладать твердыми знаниями по следующим разделам рабочей программы: п.п. 1, 2.
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ №1
1. Рассчитать цепь с подключенной ветвью любым из известных методов.
2. Проверить точность расчета с помощью баланса мощностей. Погрешность расчета не должна превышать 2 %.
3. Методом эквивалентного источника напряжения рассчитать ток, протекающий в резисторе R3. Определить погрешность расчёта, которая не должна превышать 2%.
Примечание.
1. Метод расчета выбирается произвольно.
2. Ветвь (R3, Ез) включается в схему следующим образом: первая клемма 1 ветви присоединяется к узлу цепи, который обозначен первой буквой в таблице 1, а клемма 2 ветви присоединяется к узлу цепи, который обозначен второй буквой.
Рисунок 1. Исходные схемы расчета (а, б, в) и ветвь,
включаемая в цепь (г)
Исходные данные
Таблица 1
№ варианта |
Эл. цепь |
Точки присоединения |
E1 |
E2 |
E3 |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
R6 |
1 |
Рис.а |
а в |
12 |
16 |
24 |
2 |
6 |
5 |
8 |
12 |
14 |
2 |
Рис.а |
а г |
8 |
20 |
24 |
4 |
6 |
10 |
4 |
8 |
6 |
3 |
Рис.а |
а д |
12 |
18 |
20 |
6 |
10 |
6 |
8 |
4 |
10 |
4 |
Рис.а |
б е |
6 |
12 |
24 |
8 |
5 |
8 |
6 |
10 |
4 |
5 |
Рис.а |
в е |
10 |
12 |
30 |
9 |
6 |
5 |
8 |
4 |
10 |
6 |
Рис.б |
а б |
20 |
10 |
8 |
4 |
12 |
8 |
4 |
12 |
6 |
7 |
Рис.б |
а в |
16 |
24 |
24 |
10 |
5 |
6 |
12 |
5 |
4 |
8 |
Рис.б |
в г |
24 |
18 |
10 |
6 |
4 |
10 |
6 |
8 |
10 |
9 |
Рис.б |
а д |
30 |
24 |
16 |
8 |
6 |
4 |
12 |
10 |
6 |
10 |
Рис.б |
а е |
16 |
18 |
20 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
5 |
11 |
Рис.в |
а б |
18 |
24 |
10 |
6 |
8 |
10 |
12 |
5 |
4 |
12 |
Рис.в |
а в |
8 |
16 |
30 |
8 |
10 |
12 |
5 |
4 |
8 |
13 |
Рис.в |
а д |
12 |
24 |
12 |
10 |
12 |
5 |
4 |
8 |
10 |
14 |
Рис.в |
б г |
16 |
18 |
20 |
4 |
6 |
10 |
12 |
5 |
4 |
15 |
Рис.в |
в г |
18 |
24 |
10 |
6 |
8 |
12 |
5 |
4 |
8 |
16 |
Рис.в |
а б |
12 |
16 |
24 |
2 |
6 |
5 |
8 |
12 |
14 |
17 |
Рис.а |
а е |
8 |
20 |
24 |
4 |
6 |
10 |
4 |
8 |
6 |
18 |
Рис.а |
г е |
12 |
18 |
20 |
6 |
10 |
6 |
8 |
4 |
10 |
19 |
Рис.а |
в д |
6 |
12 |
24 |
8 |
5 |
8 |
6 |
10 |
4 |
20 |
Рис.а |
б г |
10 |
12 |
30 |
9 |
6 |
5 |
8 |
4 |
10 |
21 |
Рис.б |
г д |
20 |
10 |
8 |
4 |
12 |
8 |
4 |
12 |
6 |
22 |
Рис.б |
г е |
16 |
24 |
24 |
10 |
5 |
6 |
12 |
5 |
4 |
23 |
Рис.б |
г б |
24 |
18 |
10 |
6 |
4 |
10 |
6 |
8 |
10 |
24 |
Рис.б |
в е |
30 |
24 |
16 |
8 |
6 |
4 |
12 |
10 |
6 |
25 |
Рис.б |
б д |
16 |
18 |
20 |
4 |
6 |
7 |
10 |
12 |
5 |
26 |
Рис.в |
а е |
18 |
24 |
10 |
6 |
8 |
10 |
12 |
5 |
4 |
27 |
Рис.в |
г д |
8 |
16 |
30 |
8 |
10 |
12 |
5 |
4 |
8 |
28 |
Рис.в |
в е |
12 |
24 |
12 |
10 |
12 |
5 |
4 |
8 |
10 |
29 |
Рис.в |
г е |
16 |
18 |
20 |
4 |
6 |
10 |
12 |
5 |
4 |
30 |
Рис.в |
б е |
18 |
24 |
10 |
6 |
8 |
12 |
5 |
4 |
8 |
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1
В соответствии с заданным вариантом (таблица 1) берется схема (рисунок l a, рисунок 1 б, рисунок 1 в). В столбце «Точки присоединения» указаны точки, к которым присоединяется ветвь рисунке 1 г. Правильность присоединения указана в «Примечании» к «Заданию». В таблице 1 указаны значения величин ЭДС и значения сопротивлений резисторов.
Выполнение контрольной работы начинается с записи задания, начертании схемы с дополнительной ветвью, записи значений ЭДС источников и сопротивлений резисторов. Затем одним из методов расчета выполняется расчет цепи – определяются токи в ветвях и напряжения на всех резисторах.
Точность выполненного расчета определяется с помощью баланса мощностей.
Методом эквивалентного источника напряжения рассчитывается ток в резисторе R3. Точность расчета определяется сравнением найденного тока IЗ, aв с током IЗ, который был найден при выполнении п.1 «Задания». Относительная погрешность расчета находится по формуле:
Величина относительной ошибки не должна превышать 2%
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Вариант 0
Задание на контрольную работу
1. Записывается задание на контрольную работу, в соответствии с вариантом берется схема, к ней подсоединяется ветвь (R3, Е3). Так для «задания 0» задана схема рисунок 2 а и ветвь рисунок 1 г необходимо подключить к точкам (б, е). После подключения ветви расчетная схема принимает вид рисунок 2 б.
Исходные данные
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
В
В
В
Расчет выполним методом контурных токов. Выбранные независимые контуры и контурные токи показаны на схеме рисунок 2 б. Запишем уравнение для каждого контура
Рисунок 2 – Заданная (а) и расчетная (б) схемы
Рис. 2 Заданная (а) и расчётная (б) схемы
Раскроем скобки и сделаем группировку
Подставим численные значения
(1)
Решая систему уравнений (1) любым из известных методов относительно контурных токов (решение привести достаточно подробно), находим их значения (здесь мы решение опускаем)
A
A
A
По найденным контурным токам находим токи в ветвях
A
A
A
A
По закону Ома определяем напряжения на каждом резисторе, В результате расчета находим
B
B
B
B
2.Проверка точности расчета с помощью баланса мощностей. Проверка осуществляется по известному выражению:
Определяем суммарную мощность источников ЭДС
Определяем суммарную потребляемую мощность
Подставляя найденные значения мощностей в формулу для погрешности, находим, что относительная ошибка равна
Полученная погрешность удовлетворяет требованию к допустимой величине погрешности задания.
3.Определение тока в R3 (рисунок 2 б) методом эквивалентного источника напряжения. Для определения тока в R3 методом эквивалентного генератора из исходной схемы (рисунок 2 б) исключим резистор R3, а точки его подключения обозначим через а, б (рисунок 3 а). Тогда расчетная схема принимает вид, показанный на рисунок З а.
Для проведения расчета удобно, когда расчетная ветвь вынесена из общей схемы, как это сделано на рисунок 3 б. По этой схеме будем вести расчет. В соответствии с методом эквивалентного генератора необходимо:
определить напряжение между точками а, б;
определить сопротивление цепи относительно точек а, б.
Для определения напряжения Uаб рассчитаем цепь рисунок 3 б. Расчет выполним методом контурных токов. Составляем уравнение по второму закону Кирхгофа
Рисунок 3 – Исходная схема с отключенным r3 (а) и преобразованная схема для расчета (б).
Раскроем скобки и сделаем приведение подобных членов
Подставим численные значения в уравнения
Решая эту систему уравнений, находим значения контурных токов
A
A
Положительные направления токов в ветвях показаны на схеме, а значения их равны
A
A
A
Значение напряжения Uаб можно найти из уравнения для контура, включающего интересующую нас цепь и ветвь, состоящую из R2 и E2 Обходим контур против часовой стрелки и записываем уравнение по второму закону Кирхгофа
Отсюда находим Uаб
Подставлял значения, находим
Ua6=15,652 В.
Далее определяем сопротивление цепи относительно точек а, б (Rаб).
У
читывая,
что ЭДС цепи идеальны и имеют нулевое
внутреннее сопротивление, схему рисунок
3б представим без заданных ЭДС (рисунок
4). В общем виде выражение для Raб
имеет
вид
Подставляя в это выражение численные значения сопротивлений, находим значение Raб
Ом
В
Рис.
4 – Схема для
определения
сопротивления между точками
а, б
.
Тогда ток
в резисторе rj
, который
обозначим I3аб
будет равен
А
О
пределим
погрешность между значениями тока I3
найденными двумя методами по формуле
',
Подставляя значения, находим, что относительная погрешность расчета равна
Рис.
5 – Схема для определения тока Iз
Величина погрешности удовлетворяет требованию
задания.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №2
ВВЕДЕНИЕ
Целью контрольной работы является выработка практических навыков анализа свойств и параметров электронных приборов. В контрольной работе анализируются свойства основной диодной группы (выпрямительные диоды и стабилитроны) и транзисторной группы (биполярные и полевые транзисторы) электронных приборов. Наличие навыков анализа таких цепей необходимо как для дальнейшего обучения по выбранной специальности (200800), так и для успешной работы в области радиотехники.
Для успешного выполнения контрольной работы необходимо обладать твердыми знаниями по следующим разделам рабочей программы – п.п.12, 13.
При выполнении контрольной работы рекомендуется использовать следующую литературу:
1. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам. / Под ред. Н.Н. Горюнова - М: Энергия, 1978.
2. Справочная книга радиолюбителя конструктора. Кн.2 / Под ред. Чистякова. – М: Радио и связь, 1993. - 336 с.
задания на контрольную работу №2
По табличным данным построить вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода. С помощью ВАХ построить зависимость статического и динамического сопротивления диода от напряжения –
.
Записать основные параметры диода.
Нарисовать схему замещения диода и
пояснить, какие свойства диода отображает
каждый из элементов схемы. Рассчитать
прямое и обратное сопротивление диода
–
,
коэффициент
выпрямления.По табличным данным построить ВАХ стабилитрона. Используя по строенную ВАХ, построить результирующие ВАХ для двух одинаковых стабилитронов, включенных последовательно согласно и последовательно встречно.
Нарисовать схемы для снятия ВАХ биполярных транзисторов, включенных по схеме с общим эмиттером и с общей базой. Описать последовательность действий при снятии семейств входных и выходных ВАХ.
Для заданного биполярного транзистора по семейству входных и выходных статических характеристик определить h-параметры, дать пояснения h-параметров. привести таблицу основных параметров транзистора.
Для заданного биполярного транзистора по семейству входных и выходных ВАХ построить проходную динамическую характеристику.
6. По семейству выходных характеристик полевого транзистора построить стоко-затворные характеристики. Составить таблицу основных параметров полевого транзистора.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЯ
Таблица 2 – Варианты задания
№ варианта |
Диод |
Стабилитрон |
Биполярный транзистор |
Полевой транзистор |
Ек В |
Rк Ом |
1 |
Д2А |
Д808А |
КТ312А |
КП302А |
20 |
500 |
2 |
Д2Б |
Д809А |
КТ312Б |
КП302Б |
20 |
500 |
3 |
Д9Д |
Д810А |
ГТ403А |
КП302В |
18 |
9 |
4 |
Д10Б |
Д811А |
ГТ403А |
КП302А |
18 |
9 |
5 |
Д12 |
Д813А |
ГТ403Е |
КП302Б |
18 |
9 |
6 |
Д14А |
КС482А |
ГТ403Ж |
КП302В |
18 |
9 |
7 |
Д101А |
КС515А |
ГТ403Ю |
КП302А |
18 |
9 |
8 |
Д102 |
КС518А |
ГТ403Б |
КП302Б |
18 |
12 |
9 |
Д103 |
КС522А |
ГТ403Г |
КП302В |
18 |
12 |
10 |
Д107 |
КС527А |
ГТ403Д |
КП302А |
18 |
12 |
11 |
Д214А |
КС533А |
ГТ404И |
КП302Б |
18 |
12 |
12 |
Д2Ф |
Д808А |
КТ312А |
КП302А |
15 |
450 |
13 |
Д2Б |
Д809А |
КТ312Б |
КП302Б |
15 |
450 |
14 |
Д9Д |
Д810А |
ГТ403А |
КП302В |
15 |
7 |
15 |
Д10Б |
Д811А |
ГТ403А |
КП302А |
15 |
7 |
16 |
Д14А |
КС482А |
ГТ403Ж |
КП302Б |
15 |
7 |
17 |
Д14А |
КС482А |
ГТ403Ж |
КП302В |
15 |
7 |
18 |
Д101А |
КС515А |
ГТ403Ю |
КП302А |
15 |
10 |
19 |
Д102 |
КС518 |
ГТ403Б |
КП302Б |
15 |
10 |
20 |
Д103 |
КС522А |
ГТ403Г |
КП302В |
15 |
10 |
21 |
Д107 |
КС527А |
ГТ403Д |
КП302А |
15 |
10 |
22 |
Д214А |
КС533А |
ГТ404И |
КП302Б |
15 |
10 |
Таблица 3 Вольт-амперные характеристики диодов при прямом включении*)
№ |
Тип |
U, В |
I, mA |
№ |
Тип |
U, В |
I, mA |
1 |
Д2А |
0,4 |
5 |
7 |
Д101А |
0,25 |
0,1 |
|
|
0,6 |
10 |
|
|
0,5 |
|
0,8 |
40 |
0,75 |
0,3 |
||||
1,0 |
90 |
1,0 |
25 |
||||
2 |
Д2Б |
0,4 |
2 |
8 |
Д102 |
0,5 |
0,1 |
|
|
0,6 |
4 |
|
|
1,0 |
0,2 |
0,8 |
7 |
1,5 |
0,3 |
||||
1,0 |
10 |
2,0 |
12 |
||||
3 |
Д9Д |
0,4 |
2 |
9 |
Д103 |
0,5 |
0,1 |
|
|
0,6 |
4 |
|
|
1,0 |
0,2 |
0,8 |
7 |
1,5 |
0,3 |
||||
1,0 |
10 |
0,2 |
12 |
||||
4 |
Д10Б |
0,2 |
2 |
10 |
Д107 |
0,25 |
0,1 |
|
|
0,4 |
4 |
|
|
0,5 |
0,2 |
0,6 |
10 |
0,75 |
6,0 |
||||
0,8 |
18 |
1,0 |
18 |
||||
1,0 |
30 |
|
|
||||
5 |
Д12 |
0,25 |
5 |
11 |
Д214А |
0,25 |
0,5 |
|
|
0,5 |
10 |
|
|
0,5 |
1,0 |
0,75 |
30 |
0,75 |
5,0 |
||||
1,0 |
80 |
1,0 |
18 |
||||
6 |
Д14А |
0,25 |
5 |
|
|
|
|
|
|
0,5 |
10 |
|
|
|
|
0,75 |
30 |
|
|
||||
1,0 |
80 |
|
|
*) 1. В задании рассматривается ВАХ диодов только при их прямом включении.
2. Для всех ВАХ (Табл.3 – Табл.10) первой точкой является точка с координатами U=0 и I=0, которая в таблице не указывается. Это значит, что все ВАХ выходят из начала координат.
Таблица 4 – Вольт-амперные характеристики стабилитронов при обратном
включении
№ |
Тип |
Uст, В |
Iст, mA |
Umin, В |
Imin, mA |
Umax, В |
Umax, mA |
1 |
Д808А |
7 |
5 |
6,8 |
3 |
8,5 |
33 |
2 |
Д809А |
8 |
5 |
7,8 |
3 |
9,5 |
29 |
3 |
Д810А |
9 |
5 |
8,8 |
3 |
10,5 |
26 |
4 |
Д811А |
10 |
5 |
9,8 |
3 |
12,0 |
23 |
5 |
Д813А |
11,5 |
5 |
11 |
3 |
14,0 |
20 |
6 |
КС482А |
7,4 |
5 |
7 |
1 |
9,0 |
96 |
7 |
КС515А |
13,5 |
5 |
13 |
1 |
16,5 |
53 |
8 |
КС518А |
16,2 |
5 |
16 |
1 |
19,8 |
45 |
9 |
КС522А |
19,8 |
5 |
19 |
1 |
24,2 |
37 |
10 |
КС527А |
24,3 |
5 |
24 |
1 |
29,7 |
30 |
11 |
КС533А |
29,7 |
10 |
29 |
3 |
363 |
- |
Таблица 4 – Вольт-амперные характеристики для всех выше рассмотренных стабилитронов при прямом включении
U, В |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
I, mA |
5,0 |
10 |
20 |
120 |
Таблица 6 – Выходные характеристики для биполярных транзисторов.
Тип |
Uкэ, В |
Iк, mA |
Iб, mA |
КТ312А |
2,5 |
7 |
0,2 |
|
20 |
8 |
0,2 |
2,5 |
13 |
0,4 |
|
20 |
15 |
0,4 |
|
2,5 |
20 |
0,8 |
|
20 |
35 |
0,8 |
|
КТ312Б |
5 |
8 |
0,2 |
|
25 |
10 |
0,2 |
5 |
18 |
0,4 |
|
25 |
24 |
0,4 |
|
5 |
28 |
0,6 |
|
25 |
37 |
0,6 |
Таблица 7 –Входные характеристики для биполярных транзисторов
КТ312А, КТ312Б
Uk, B |
0 |
5 |
||||||
U6, B |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,32 |
0,25 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
I6, mA |
0 |
0,08 |
0,4 |
0,8 |
0 |
0,05 |
0,2 |
0,65 |
Таблица 8 – Выходные характеристики для биполярных транзисторов.
Тип |
Uкэ, В |
Iк, mA |
Iб, mA |
ГТ403 |
1 |
0,4 |
5 |
(А, В, Е, Ж, Ю) |
18 |
0,7 |
5 |
|
1 |
1,0 |
15 |
12 |
1,3 |
15 |
|
1 |
1,8 |
30 |
|
6 |
2,0 |
30 |
|
ГТ403 |
1 |
0,4 |
10 |
(Б, Г, Д, И) |
18 |
0,6 |
10 |
|
1 |
0,9 |
30 |
12 |
1,0 |
30 |
|
1 |
1,3 |
50 |
|
12 |
1,6 |
50 |
Таблица 9 –Входные характеристики для биполярных транзисторов
ГТ403(А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И, Ю)
Uk, B |
0 |
5 |
||||||
U6, B |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,3 |
0,6 |
0,9 |
1,0 |
I6, mA |
21 |
40 |
80 |
100 |
5 |
20 |
60 |
100 |
Таблица 10 – Выходные характеристики полевых транзисторов
Тип |
Uкэ, В |
Iк, mA |
Iб, mA |
КП302А |
1 |
0,5 |
-,5 |
|
20 |
0,9 |
-1,5 |
2,5 |
3,0 |
-1,0 |
|
20 |
3,5 |
-1,0 |
|
2,5 |
6,5 |
-0,5 |
|
20 |
7,0 |
-0,5 |
|
2,5 |
9,0 |
0 |
|
20 |
11,0 |
0 |
|
КП302Б |
2,5 |
2,0 |
-2,5 |
|
20,0 |
3,0 |
-2,5 |
2,5 |
9,0 |
-1,5 |
|
20 |
11,0 |
-1,5 |
|
5,0 |
20,0 |
-0,5 |
|
20 |
22,0 |
-0,5 |
|
5,0 |
26,0 |
0 |
|
20,0 |
28,0 |
0 |
|
КП302В |
5,0 |
2,5 |
-2,5 |
|
20,0 |
4,0 |
-2,5 |
7,0 |
21,0 |
-1,0 |
|
20,0 |
23,0 |
-1,0 |
|
-7,0 |
30,0 |
-0,5 |
|
7,0 |
38,0 |
0 |
|
20,0 |
42,0 |
0 |
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №2
Вариант 0
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ №2
Записывается задание, сформулированное выше, и таблица с заданными элементами, Ек и Rк для заданного варианта (таблица 2).
Для рассматриваемого здесь варианта всё это представлено в таблице 11.
Таблица 11
Вариант |
Диод |
Стабилитрон |
Биполярный транзистор |
Полевой транзистор |
Ек, В |
Rк, Ом |
0 |
Д242А |
Д818А |
МП16 |
КП204 |
15 |
1000 |
1. По табличным данным построить ВАХ диода. С помощью построенной ВАХ построить зависимость статического и динамического сопротивлений диода от напряжений – Rст(U), Rдин(U). Записать основные параметры диода. Нарисовать схему замещения диода и пояснить, какие свойства диода отображает каждый из элементов схемы. Подсчитать прямое и обратное сопротивления диода – Rпр, Rобр, коэффициент выпрямления.
Выполнение этого задания начинается с составления таблица с данными ВАХ диода при прямом включении.
Таблица 12 – Данные ВАХ диода при прямом включении
Д242А |
U, B |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
I, mA |
5 |
8 |
20 |
35 |
45 |
По данным таблицы 12 строится ВАХ. Построение желательно выполнить на миллиметровке. Построенный график продлить до начала координат. С помощью построенной ВАХ для выбранных точек вычисляется статическое и динамическое сопротивления, которые рассчитываются по формулам:
По результатам расчета строятся на одном графике две зависимости Rст(U) и Rдин(U) (рисунок П.1 и П.2).
Основные параметры диода берутся из справочника и заносятся в таблицу.
Таблица 13 – Основные параметры
Д242А |
Iпр.ср, А |
Iпр.и, А |
Uобр.и, В |
Uпр.ср, В |
Uобр.ср, mA |
fmax. кГц |
10 |
- |
100 |
1 |
3 |
1,1 |
Рисуется схема замещения диода и дается пояснение, какие свойства отображает каждый из элементов схемы.
Определяются прямое и обратное сопротивление диода, коэффициент выпрямления.
Ом,
Ом,
2. По табличным данным построить ВАХ стабилитрона. Используя построенную ВАХ, построить результирующие ВАХ для двух одинаковых стабилитронов, включенных последовательно-согласно и последовательно-встречно.
Выполнение этого задания начинается с составления таблица с координатами ВАХ заданного стабилитрона.
Таблица 14 – Координаты ВАХ стабилитрона
Д818А |
Uст, В |
Iст, mA |
Umin, В |
Imin, mA |
Umax, В |
Imax. mA |
10 |
10 |
9 |
3 |
11.25 |
33 |
Построенный график в третьем квадранте продлить до начала координат. В первом квадранте ВАХ для всех вариантов заданных стабилитронов строится по данным таблицы 5, затем продляется до начала координат (рисунок П.3).
При последовательном согласном включении двух стабилитронов результирующая ВАХ получается суммированием ВАХ, лежащих в одинаковых квадрантах. Для одинаковых стабилитронов это значит, что в результирующей ВАХ для одних и тех же значений координат по оси тока значения координат по оси напряжения будут удваиваться (рисунок П.4). При последовательном встречном включении стабилитронов, ВАХ одного из стабилитронов оказывается развёрнутой относительно начала координат. Последовательность построения результирующей ВАХ аналогична выше рассмотренному (рисунок П.5).