3 Графоаналитический расчет рабочего режима биполярного транзистора

Задаемся исходными данными для расчета

Е2=20В Rк=1000Ом Iмб=0.05мА

Расчет начинается с построения рабочей характеристики называемой линией нагрузки.

Iк=-

Это уравнение первой степени следовательно линия нагрузки представляет собой прямую линию которую проще всего строить по двум точкам пересечения с осями координат:

1. Jк=0 Uкэ=Е2

2. Uкэ=0 Jк=E2/Rк

Для заданных исходных данных строим выходную рабочую характеристику(Рисунок 3.1)

1. Jк=0 Uкэ=Е2=20В точка N

2. Uкэ=0 Jк=Е2/Rк=20В/1000Ом=20мА точка M

Рабочую точку ИРТ наносим на пересечении линии нагрузки со статистической характеристикой соответствующей заданному режиму Iбо=300мкА=const. После этого определяем состояния выходной цепи в режиме покоя(при отсутствии входного сигнала)

Iко=18мА Uкэо=1.5В

и мощность Рко выделяющуюся в транзисторе в режиме покоя

Рко=Iко Uкэо Pк max.

которая должна быть меньше максимально допустимой рассеиваемой мощности

Для рассматриваемого примера :

Рко=Iко Uкэо=18мА*1.5В=27мВт

Рисунок 3.1-Линия нагрузки биполярного транзистора

По справочным данным определяем что для транзистора КТ315В постоянная рассеиваемая мощность коллектора составляет Рк max= 150 мВт что удовлетворяет расчетам. Следовательно нет необходимости применять дополнительные меры теплоотвода.

Часто для проверки режима работы транзистора строят кривую Рк max=const ограничивающую область допустимых режимов транзистора.Эта кривая представляет собой гиперболу

Iко=

Построим кривую допустимых режимов работы транзистора КТ315В для Рк max=150 мВт(Рисунок 3.1) Видно что выбранный режим работы является допустимым.

По заданной амплитуде входного сигнала Iмб находим точки А и В максимального отклонения от положения ИРТ(Рисунок 3.1). Эти точки находим на пересечении линии нагрузки со статистическими характеристиками .

Точка А: при Iба=Iбо+Iмб=300+50=350 мКа

Точка В: при Iбв=Iбо-Iмб=300-50=250 мКа

На проекции рабочего участка на оси координат определяются амплитуды переменных составляющих выходного тока и выходного напряжения

Iмк=(Iка-Iкб)/2=(19.5мА-16мА)/2=1.75мА

Uмкэ=(Uкб-Uка)/2=(3.5В-0.5В)/2=1.25В

Рисунок 3.2-Определение амплитуды выходного тока и напряжения

После этого можно определить выходную мощность.

Рвых=0.5*Iмк*Uмкэ

Рвых=0.5* 1.75мА*1.25В=1.093мВт

4 Расчет параметров и характеристик полевых транзтсторов

Задаем режим работы транзистора по постоянному току(задаем положение исходной рабочей точки).

Uсио=5В Uзио=-5В

Наносим положение ИРТ на характеристику Uзи=-5В=const при Uси=5В и определяем ток стока (Рисунок 4.1)

Iсо=50мА

Рисунок 4.1-определение параметра S

Определение параметра s

Для выполнения условия Uси=const выше и ниже ИРТ на характеристики Uзи=-6В и Uзи=-4В выберем две точки для которых Uси=5В.

Для точки А:Uзиа=-4В Iса=65мА Uсиа=5В

Для точки В: Uзив=-6В Iсв=25мА Uсив=5В

Для ИРТ: Uзио=-5В Iсо=45мА Uсио=5В

Как видно для трех точек выполняется следующие условия Uси=5В=const. По графикам (Рисунок4.1) определяем приращение между точками А и В находим крутизну S:

S= (Iса-Iсв)/(Uзив-Uзиа)=(65мА-25мА)/(6В-4В)=20мА/В.

Согласно справочным данным крутизна транзистора КП601составляет:S=