3 Графоаналитический расчет рабочего режима

биполярного транзистора

Задаемся исходными данными для расчета:

транзистор	EК, В	RК, Ом	I0Б, мА	ImБ, мА
КТ312Б	12	400	0.3	0.1

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=12В, точка N;

2. Uкэ=0; Jк=Е2/Rк=12В/400Ом=30мА, 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=13мА;

Uкэо=7В.

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=13мА*7В=91мВт.

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.

Рисунок 3.1-Линия нагрузки биполярного транзистора ГТ 703

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.

Рисунок 3.2-Определение амплитуд выходного тока и напряжения

По заданной амплитуде входного сигнала Iмб находим точки А и В максимального отклонения от положения ИРТ(Рисунок 3.2). Эти точки находим на пересечении линии нагрузки со статистическими характеристиками .

Точка А: при Iба=Iбо+Iмб=0.4 мA;

Точка В: при Iбв=Iбо-Iмб=0.2 мA.

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

Iмк=(Iка-Iкб)/2=4.75мА;

Uмкэ=(Uкб-Uка)/2=(7В-5В)/2=1В.

После этого можно определить выходную мощность:

Рвых=0.5*Iмк*Uмкэ;

Рвых=0.5* 4.75мА*1В=2.375мВт.

4 Расчет параметров и характеристик полевых

транзисторов

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

транзистор	UСИ =const, В	Исходная рабочая точка
		UЗИ, В	UСИ, В
КП302В	10В	-0.5В	10В

Наносим положение ИРТ на характеристику Uзи=-0.5В=const при Uси=10В и определяем ток стока (рисунок 4.1) Iсо=30мА.

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=0В; Iса=40 мА; Uсиа=10В;

Для точки В: Uзив=-1В; Iсв=20 мА; Uсив=10В;

Для ИРТ: Uзио=-0.5В; Iсо=30 мА; Uсио=10В.

Как видно для трех точек выполняется следующие условия Uси=10В=const. По графикам (Рисунок4.1) определяем приращение между точками А и В находим крутизну S:

S= (Iса-Iсв)/(Uзив-Uзиа)=20 мА/В.

Определение параметра Rj:

Для выполнения условия Uзи=const выбираем на характеристики

Uзи=-0,5В две точки левее и правее ИРТ (Рисунок 4.2).

Рисунок 4.2- Определение параметра Rj

Для точки С: Uсис=7.5В; Iсс=29.5 мА; Uзис=-0.5В;

Для точки Д: Uсид=15В; Iсд=30.5мА; Uзид=-0.5В;

Для ИРТ: Uсио=10В; Iсо=30мА; Uзио=-0.5В.

По графикам (Рисунок 4.2)определяем приращение и находим параметры Ri

Ri= кОм.

Определение параметра :

В результате того что коэффициент имеет довольно большую величину то его не редко не возможно измерить в указанной рабочей точки. Тогда этот коэффициент находится после определения параметров S и Ri:

мА/В*7.5кОм=150.

Определение параметра Ro:

Сопротивление транзистора постоянному току определяем для заданной рабочей точки как отношение постоянного выходного напряжения Uсио к соответствующему постоянному выходному току Iсо:

Ro=Uсио/Iсо=(10В/30мА)=333.3Ом.