3.1. Примеры решения заданий

3.1.1. Пример решения задания 1

Транзистор МП14, для которого были найдены h-параметры в теоретической части пособия, является низкочастотным и в справочнике приведена лишь предельная частота, что недостаточно для нахождения всех элементов эквивалентной схемы. Поэтому рассмотрим транзистор ГТ-322А, который имеет следующие ВЧ параметры:

C_К=0,9 пФ, _ос=50 пс при I^_К=1мА, =4 при f=20 МГц, С_Эбар=60 пФ.

Для рабочей точки U_КЭ=5 В, I_Б=150мкА найдено:

I⁰_К=6,7мА, h_11Э=0,7кОм, h_21Э=60, h_22Э=0,1мСм.

Отсюда:

S=I⁰_К _T=40 6,7 10^-3=0,27См,

,

,

,

,

,

,

h_12Э=r_КЭ/r_К=680/(2,44 10⁶)=2,8 10^-4

Эквивалентная схема транзистора в системе h-параметров на низких частотах имеет, таким образом, следующий вид:

Найдем емкости С_КЭ и С_Э

С_КЭ= С^_К=(+1)С_К=61 0,9пФ=55пФ,

C_Э=S/(2f_пр)= 0,27/(6,28 4 20 10⁶)=540пФ.

Все параметры физической эквивалентной схемы найдены, и ее можно построить:

0,9пФ

3.1.2. Пример решения задания 2

Рассмотрим пример, приведенный на рис.16 и 17 для транзистора МП14. Дано:

I⁰_Б=60мкА,

R_Н=4,1кОм,

I_mБ=20мкА.

Из временных диаграмм находим:

I_Kmax=3,04мА, I_Kmin=1,10мА, I_mK=1,94мА;

U_Kmax=12В, U_Kmin=4В, U_mK=4В;

U_БЭmax=180мВ, U_БЭmin=158мВ, U_mБ=22мВ.

3.1.3. Пример решения задания 3

Рассмотрим пример, приведенный на рис. 30 и 31.

Дано:

U⁰_ЗИ=3В,

U_mЗИ =0,5В,

R_С=4кОм.

Из графиков находим:

координаты рабочей точки U⁰_СИ=5В, I⁰_С.=1,25мА,

амплитуды выходного тока и напряжения

I_Сmax=1,8мА, I_Сmin=0,76мА, I_mС=0,52мА;

U_Сmax=7В, U_Сmin=2,6В, U_mСИ=2,2В

Значения параметров каскада в рабочей точке:

3.1.4. Пример решения задачи 4

В теоретической части пособия приведен численный пример определения дифференциальных параметров по статическим характеристикам транзистора 2П303. Для выбранной рабочей точки найдено:

S₀=2,8мА/В, R_i=20кОм

Для этого транзистора C_вх=6пФ, С_прох=1пФ, С_вых=0,5пФ. Отсюда находим:

С_ЗИ= С_ЗС=1пФ, С_ЗК=4пФ,

r’_K=1/ S₀=357Ом.

По найденным параметрам строится эквивалентная схема:

Находим постоянную времени и граничную частота крутизны:

τ_S= r’_KС_ЗК=357·4·10^-12 = 1,4нс,

ω_S=1/τ_S=7·10⁸с^-1, f_S=1/(2πτ_S)=110МГц

На граничной частоте и реактивная часть входной проводимости равна:

ReY_вх=0,5(r’_K)^-1=1,4мСм.

Активная часть входной проводимости на этой частоте равна:

.

3.1.5. Пример решения задачи 5

Рассмотрим пример, приведенный на рис. 16. По выходным характеристикам находим:

I_КН=3,8мА, U_КН=0,8В, Β=4мА ⁄ 80мкА=50.

Примем степень насыщения S=2, тогда:

I⁺_Б=160мкА.

Экстраполируя входную характеристику транзистора при U_КЭ=0, находим входное напряжение, соответствующее этому току:

U_БЭнас=220мВ.

Вычислим напряжение U_КЭнас:

.

Отсюда:

.

Таким образом, основной вклад в остаточное напряжение дает омическое сопротивление коллектора.

= 0,16∙10-3∙0,23 ≈ 0,04мВт

P_Квкл=I_КН∙U_КН = 3,8·10^-3·0,8 ≈ 3мВт

R_вкл=U_КН / I_КН = 0,8 ∕ (3,8∙10^-3) = 210 Ом

3.1.1. Пример решения задачи 6

Рассмотрим транзистор, характеристики которого приведены на рис.30, при заданных значениях E_C=10В, R_C=10кОм, =3,5В, C_Н=5пФ. По характеристикам находим при U_C=E_C:

,

=(2,2-1,5)/0,5=1,4мСм

U_{ост,граф}=0,5В,

Найденные значения довольно близки, расхождение объясняется, по-видимому, неточностью модели.

Мощности P₀, и P_тр, в замкнутом ключе:

P₀= E_C I_CН =10·10^-3=10мВт

P_тр= U_остI_CН=0,5·10^-3=0,5мВт.

Начальный ток I_C(0) в момент подачи отпирающего импульса находится по выходным характеристикам:

I_C(0)=2,2мА.

Длительности фронта и среза импульса, соответственно:

t_ф = 2,3 R_CC_Н=2,3·10⁴·5·10^-12=11,5·10^-8с ≈ 0,1мкс,

t_c=1,5[E_CC_Н / I_C(0)]=1,5·10·5·10^-12 ⁄ 0,0022=3,4·10^-8с=34нс.

Длительности среза в данном случае примерно в три раза меньше длительности фронта.