2. Задачи для контрольной работы.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

Основные формулы и уравнения

 

   Сопротивление диода  постоянному току

R₀=U_а/I_а ,                    (1)

где  U_а — напряжение на диоде в прямом направле­нии, В; I_а — ток через диод в прямом направлении, А.

   Сопротивление   диода   переменному   току   (диф­ференциальное сопротивление)

R_i=∆U_а/∆I_а ,                (2)

где ∆U_а — изменение прямого напряжения, В; ∆I_а — изменение прямого тока под действием изменения прямого  напряжения,  А.

   Крутизна  вольт-амперной характеристики диода

S=∆I_а /∆U_а ,                 (3)

   Мощность потерь на аноде диода

P_a= I_а U_а ,                     (4)

   Входное сопротивление транзистора переменному току

R_BX = ∆U_ВХ/∆I_BX ,         (5)

где ∆U_ВХ — изменение входного напряжения, В; ∆I_BX — изменение входного тока под действием изменения входного  напряжения,  А.

   Коэффициенты:

   усиления тока базы в схеме с общим эмиттером

h_21э= ∆I_к/∆I_б ,               (6)

   передачи тока эмиттера в схеме с общей базой

h_21б = ∆I_к/∆I_э ,               (7)

где ∆I_к,∆I_б, ∆I_э — изменения токов коллектора, базы и эмиттера.

   Связь между коэффициентом усиления тока базы h_21э и коэффициентом передачи тока эмиттера h_21б

h_21э = h_21б /(1-h_2lб)          (8)

   Мощность  потерь  на  коллекторе

P_K = I_KU_K,                       (9)

где I_K — ток   коллектора, A; U_K — напряжение   на коллекторе, В

Типовые задачи с решениями

 

   1.  В транзисторе КТ315А, включенном по схеме с общим эмиттером, ток базы изменился на 0,1 мА. Определить   изменение   тока   эмиттера,   если   коэффициент передачи тока базы h_21б = 0,975.

   Решение. Используя формулы (6) и (8), определяем изменение тока коллектора:

∆I_к = h_21э∆I_б = h_21б ∆I_б /(1- h_21б) = 0,975-0,1/(1-0,975) = 3,9мА.

   Находим изменение тока эмиттера:

∆I_э = ∆I_к + ∆I_б = 3,9 + 0,1 =4 мА.

   2.  По семейству выходных характеристик транзистора    КТ339А    в схеме с общим  эмиттером определить ток базы I_б и напряжение на коллекторе U_K в рабочей точке А, в которой ток коллектора I_к=6 мА ,а мощность, рассеивае­мая на коллекторе, Р_к = 72мВт.

   Решение. Используя  формулу (9), определяем напряжение на коллекторе:     

     U_K = P_K /I_K  = 72·10^-3/(6·10^-3)=12В.

Таким образом, положение рабочей точки А на выходных характеристиках определяется значениями I_K = 6мА, U_K = 12В. Находим положение рабочей точки А на выходных характеристиках транзистора КТ339А  и определяем ток базы: I_б =150мкА

.

Задачи для самостоятельного решения

1. По вольт-амперной характеристике кремни­евого выпрямительного диода КД103А  при t = 20°С, определить сопротивление постоянному току при прямом включении для напряжений U_пр = 0,4; 0,6; 0,8 В.  Построить график зависимости R_o=f(U_пр).

2. Используя вольт-амперную характеристику диода КД103А  при t = 20°С , определить сопротивление постоянному току при обратном включе­нии для напряжений U_обр =-50; -100; -200 В. Построить   график зависимости R₀=f(U_o6p).

3. Используя вольт-амперную характеристику диода КД103А  при t = 20°С, определить дифференциальное сопротивление и крутизну прямой ветви для напряжения U_пр = 0,8 В.

4. Определить дифференциальное сопротивление и крутизну обратной ветви вольт-амперной характеристики диода КД103А  при t = 20°С для напряжения  U_обр =-50В.

5. Построить график зависимости сопротивления постоянному току диода КД103А  при обратном включении от температуры окружающей среды, используя вольт-амперные характеристики для напряжения U_обр =-50; -100 В.

6. По вольт-амперным характеристикам диода КД103А  определить изменения  прямого тока при изменении температуры от —60 до +120° С для значений U_пр =0,4; 0,6; 0,8, 1 В..

7. По вольт-амперным характеристикам диода КД103А  определить изменения обратного тока при изменении температуры от —60 до +120° С для значений  U_обр =-50; -100; -200 В.

8. При изменении прямого напряжения U_np от 0,2 до 0,4 В дифференциальное сопротивление диода R_i = 36,4 Ом. Определить изменение прямого тока диода. 

9. Во сколько раз изменится прямой ток диода КД103А  при увеличении температуры от —60 до 120° С для U_пр=0,4; 0,6; 0,8 В?

10. Используя вольт-амперные характеристики диода КД103А  , определить изменения обратного тока диода при увеличении температуры от -60 до 120° С для значений U_обр= -50; -100; -200 В.

11. Как можно включить в электрическую цепь два однотипных полупроводниковых диода, рассчитанных на максимально допустимый ток 100 мА каждый, если в цепи проходит ток I=150мА?

12. Для диодов КД103А  наибольшее обратное напряжение U_обр=50 В. Как можно включить такие диоды в цепь, в которой имеется напряжение U=80 В?

13. Для транзистора КТ312А  обратный ток коллектора I_к=10мкА при напряжении  U_K = 15 В. Определить обратное сопротивление коллекторного перехода постоянному току.

14. Для транзистора КТ312А  мощность, рассеиваемая на коллекторе, Р_к=225 мВт, Используя семейство выходных характеристик транзистора КТ312А в схеме с общим эмиттером , определить рабочую область, учитывая, что наибольшее доступное напряжение на коллекторе U_K = 20 В.

15. Для транзистора КТ312А  статический коэффициент усиления тока базы h_21э=10÷100. Определить, в каких пределах может изменяться коэффициент передачи тока эмиттера h_21б.

16. Для транзистора КТ339А , включенного по схеме с общей базой, при изменении тока эмиттера на 10 мА ток коллектора изменяется на 9,7 мА. Определить коэффициент усиления по току для транзистора в схеме с общим эмиттером. 

17. Для транзистора КТ339А , включенного по схеме с общей базой, при изменении тока эмиттера на 10 мА ток коллектора изменяется на 9,7 мА. Определить коэффициент усиления по току для транзистора в схеме с общим  эмиттером.

18. Используя семейство выходных характеристик транзистора КТ312А  в схеме с общим эмиттером , определить значение тока коллектора I_к при напряжении на коллекторе U_к=15В для значений тока базы I_Б=0,2; 0,4; 0,6; 0,8 мА. Построить график зависимости I_к= f(I_б).

19. По семейству выходных характеристик транзистора КТ312А  в схеме с общим эмиттером значения коэффициентов усиления тока базы h_21э при напряжениях на коллекторе U_K = 5; 10; 15 В и токе базы I_Б = 0,4мА. Построить зависимость h_21б =f(U_K).

20. По входной характеристике транзистора КТ312А  в схеме с общим эмиттером определить входное сопротивление переменному току R_BX при напряжении на коллекторе U_K = 5 В и напряжениях на базе U_Б = 0,3; 0,4; 0,5 В. Построить зависимость R_ВХ= f(U_б).

21. По входной характеристике транзистора ГТ403А  в схеме с общей базой определить входное сопротивление переменному току, если известно, что ток эмиттера изменяется в пределах от 0,15 до 0,35.

22. По семейству выходных характеристик транзистора КТ312А   в схеме с общим эмиттером определить значения коэффициентов усиления тока базы h_21э при напряжении на коллекторе U_K = 15В для токов базы I_Б=0,2; 0,4; 0,6; 0,8 мА. Построить график зависимости  h_21э= f(U_б).

23. Используя семейство выходных характеристик транзистора КТ312А  в схеме с общим эмиттером, определить выходное cопротивление транзистора при токе базы I_Б = 0,6 мА и напряжениях на коллекторе U_K = 5; 10; 15 В. Построить график зависимости R_ВЫХ= f(U_К).

24. По семейству выходных характеристик транзистора КТ312А  в схеме с общим эмиттером определить выходное сопротивление транзистора при напряжении на коллекторе U_K =10В и токах базы I_Б = 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 мА. Построить график  зависимости  R_ВЫХ= f(U_б).

25. По семейству выходных характеристик транзистора  КТ312А  в схеме с общим эмиттером определить напряжение на коллекторе С/_к, при котором проходит ток коллектора I_K = 31,5 мА, а ток базы I_Б = 0,8 мА. Оцените мощность, рассеиваемую коллектором в данном режиме.