Министерство образования и науки Российской Федерации

Иркутский государственный технический университет

Физико-технический институт

Кафедра радиоэлектроники и телекоммуникационных систем

Электроника

Методические указания для курсовой работы

для студентов, обучающихся

по направлению 210300 «Радиотехника»

специальности: 210302 «Радиотехника»

специализации «Радиотехника»

Иркутск

2009

Основные теоретические сведения

Транзистором называют электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, пригодный для усиления мощности электрических сигналов и имеющий три или более выводов. По принципу действия транзисторы бывают биполярные и полевые.

Биполярный транзистор содержит три полупроводниковые области с чередующимися типами проводимости n-p-n или p-n-p, которые называют соответственно эмиттером, базой и коллектором. На рисунке 1 представлены схемы включения транзисторов. В схеме с общей базой (ОБ) (рис.1, а) напряжения на эмиттере U и коллекторе U отсчитывается относительно базы - общего электрода для входной и выходной цепей. Эта схема обладает усилением по напряжению и мощности, но не обеспечивает усиления тока и характеризуется малым входным сопротивлением.

Рис. 1- Схемы включения транзистора.

Наиболее широко применяется схема с общим эмиттером (ОЭ) (рис.1, б), в которой напряжения на базе U и коллекторе U отсчитываются относительно эмиттерного электрода, общего для входной (базовой) и выходной (коллекторной) цепей. Эта схема обеспечивает усиление тока и напряжения. Кроме того, ее входное сопротивление больше входного сопротивления схемы ОБ.

В схеме с общим коллектором (ОК) (рис.1, в) напряжения на базе U и эмиттере U отсчитывается относительно коллектора - общего электрода для входной (базовой) и выходной (эмиттер оной) цепей.

В режиме малых сигналов (так работают усилитель) характеристики транзистора с достаточной степенью точности могут считаться линейными. В этом режиме транзистор принято изображать в виде линейного четырехполюсника. Линейный четырехполюсник характеризуется двумя уравнениями, взаимно связывающими токи и напряжения на входе и выходе. В транзисторной технике наиболее широко распространение получила система h-параметров:

где при (это входное сопротивление транзистора при коротком замыкании на выходе); при (это коэффициент обратной связи, показывающий, какая часть напряжения передается с выхода на вход при разомкнутой входной цепи); при ( это коэффициент усиления транзистора по току, измеренный при коротком замыкании на выходе); при (это выходная проводимость транзистора при разомкнутой входной цепи).

Параметры h можно определить по статическим характеристикам транзистора.

Задача 1.

Рассчитать h – параметры биполярного транзистора, его входное и выходное сопротивления, коэффициент передачи по току, пользуясь входными и выходными характеристиками транзистора. Тип транзистора задается преподавателем. Схема включения транзистора с общим эмиттером (ОЭ).

Провести графоаналитический расчет усилительного каскада на заданном типе транзистора, включенного по схеме с ОЭ, с одним источником питания E_К и с температурной стабилизацией рабочего режима.

Определить параметры элементов схемы усилительного каскада:

коэффициенты усиления по току (К_i), напряжению (К_u), мощности (K_p); токи и напряжения в режиме покоя I_бо, I_ко, U_бэо, U_кэо,; амплитудные значения входных и выходных переменных токов и напряжений в линейном режиме работы усилителя; полезную выходную мощность каскада и его КПД; верхнюю и нижнюю граничные частоты полосы пропускания.

Ниже приводится рекомендуемая последовательность расчета усилителя на базе транзистора p-n-p типа проводимости (рис. 1). Расчет усилителя с p-n-p типа транзистором аналогичен (в этом случае следует правильно выбрать полярность источника питания Е_К).