«Исследование схем включения биполярного транзистора»

Цель работы: изучение основных схем включения биполярного транзистора, их параметров (коэффициентов усиления по току для данных схем включения) в среде Multisim.

Содержание работы.

8. Собрать схемы включения транзисторов с ОЭ, ОБ и ОК в редакторе схем.

9. Установить режим покоя и измерить входные, выходные токи и напряжения в каждой схеме.

10. Определить коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности каждой схемы и сравнить с расчётными теоретическими значениями.

Порядок выполнения работы.

12. Собрать схемы включения транзистора с ОЭ, ОБ и ОК (рис. 3.1 – 3.3).

Е₁, Е₂ – источники постоянного напряжения DC_POWER;

VT – виртуальный транзистор BJT N-P-N VIRTUAL;

З

E_вх

аземление – элемент (GROUND).

Рисунок 3.1 - Схема включения транзистора с общим эмиттером

Рисунок 3.2 - Схема включения транзистора с общей базой

Рисунок 3.3 - Схема включения транзистора с общим коллектором

13. Ознакомиться с параметрами модели виртуального транзистора и задать требуемые значения. Для этого открыть окно свойств компонента (нажать правую кнопку мыши на изображении компонента, выбрать «Properties») и выбрать «Edit Model». Теперь можно изменять параметры модели транзистора двойным щелчком левой кнопки мыши на значении интересующего параметра, подтверждая новое значение нажатием «Enter». После редактирования параметров необходимо сохранить изменения модели выбором «Change Part Model», «OK» (см. рис. 3.4).

Рисунок 3.4

Задать параметры транзистора в соответствии с номером рабочего места Х:

IS = (0,0001*Х) (nА) – ток насыщения;

BF = (10*X+40) – коэффициент передачи тока базы β.

3. Определить сопротивление нагрузки R_Н по заданному току КЗ:

I_кз=(10+5·Х)мА [I_К=Е_К/ R_Н ]. Е_к принять 10 В.

4. Подобрать значение сопротивления потенциометра таким образом, чтобы установить режим покоя транзистора: рабочая точка находится примерно посредине линейного участка ВАХ: U_н≈Е_к/2.

Напряжения и токи измеряем в режиме симуляции, сопротивление потенциометра R_б, R_э изменяем вручную (A, Shift A, increment 1%).

5. Подключить мультиметры (в режиме AC) для определения входных и выходных токов и напряжений схемы и произвести измерения в схемах:

ОЭ - I_б, I_к, U_бэ, U_кэ; ОБ – I_э, I_к, U_эб, U_кб; ОК – I_б, I_э, U_бэ, U_кэ.

Сохранить схему и показания приборов.

6. Рассчитать коэффициенты усиления схем:

; ;

Сравнить полученные значения с теоретическими значениями.

Содержание отчета.

1. Схемы исследований.

2. Результаты измерений.

3. Расчеты параметров схем.

4. Анализ полученных результатов и выводы по работе.

Лабораторная работа №4а

«Исследование тиристоров в виртуальной лаборатории»

Цель работы: Исследовать работу тиристоров в пакете Multisim.

Содержание работы.

11. Исследование схемы с симметричным динистором, получение временных диаграмм напряжения и тока активной нагрузки. Определение угла включения симметричного динистора.

12. Исследование схемы с тиристором, получение временных диаграмм напряжения и тока активной нагрузки. Определение угла включения тиристора.

13. Исследование схемы с тиристором, получение временных диаграмм напряжения и тока активно-индуктивной нагрузки.

Порядок выполнения работы.

14. Собрать схему рис. 4.1. В схеме используются:

V1 – источник переменного напряжения АC_POWER;

D1 – виртуальный симметричный динистор DIODE_DIAС;

R1 – виртуальное сопротивление RESISTOR VIRTUAL

Заземление – элемент «земля» GROUND.

Рисунок 4.1

2. Динистор DIODE_DIAC выбираем по номеру рабочего места.

Обозначения соответствуют промышленно выпускаемым приборам, т. е. обозначение 1 N и дальше – порядковый номер разработки.

Рисунок 4.2

Сопротивление нагрузки R1 = 10-20 Ом. Напряжение питания АС power 220 В. Частота источника питания 50 Гц. Ток нагрузки не должен быть меньше тока удержания. Ток удержания – минимальное значение тока, при котором тиристор находится в проводящем состоянии.

2. Получить диаграммы напряжения и тока нагрузки с помощью функции анализа «Transient Analysis». Для этого открыть окно настройки анализа (Текстовое меню «Simulate/Analysis/ Transient Analysis …» или иконка), на закладке «Analysis Parameters» выбрать время окончания наблюдения и минимальное количество точек графика (см. рис. 4.3), на закладке «Output» выбрать входные и выходные узлы схемы, затем запустить анализ, нажав «Simulate» (см. рис. 4.4).

Рисунок 4.2

Рисунок 4.3

В результате автоматически открывается окно модуля «Grapher» (Плоттер) с диаграммами напряжения и тока нагрузки, как показано на рис. 4.4.

Рисунок 4.4

4. Разместить маркеры на графике для определения угла включения симметричного динистора, т.е. измерить момент времени, когда происходит включение прибора. Определить угол включения симметричного динистора. Сохранить результаты измерений.

5. Заменить в исходной схеме симметричный динистор (DIODE_DIAС) на тиристор (DIODE_ SCR). Управлять тиристором будем при помощи импульсов тока от импульсного источника тока (PULSE_CURRENT) (см. рис. 4.5).

Рисунок 4.5

Ток изменяется от нуля (Initial Value) до 1 (Pulsed Value).

Период равен частоте источника питания.

Время задержки (Delay Time) в мс соответствует номеру рабочего места (см. рис. 4.6)

Рисунок 4.6

4. Произвести настройки анализа для получения диаграмм напряжения и тока нагрузки. Получить диаграммы, используя функцию анализа Transient Analysis, сохранить результаты.

5. Создать в схеме рис. 4.5 активно-индуктивную загрузку путем добавления катушки индуктивности INDUCTOR_VIRTUAL величиной 1 mH. Повторить действия п.6.

Содержание отчета.

1. Схемы исследований.

2. Временные диаграммы напряжения и тока нагрузки каждой схемы.

3. Расчеты угла включения тиристоров.

4. Анализ полученных результатов и выводы.

Лабораторная работа №5а