8

Лабораторная работа № 6 Исследование ключевых схем Методические указания

Лабораторный макет позволяет проводить исследования клю­чей на биполярных и полевых транзисторах. Для снятия передаточ­ных характеристик имеется регулируемый источник входного напря­жения, напряжение на котором определяется как сумма показаний положения двух переключателей.

Статические параметры электронных ключей (параметры уста-новившегося режима) характеризуются передаточной характеристи­кой - зависимостью выходной величины (напряжение, ток) от вход­ной (напряжение, ток). Обычно используется зависимость выходно­го напряжения ключа от входного Uвых=f(Uвх). Измерение переда­точной характеристики для заданного значения сопротивления нагрузки проводится по схеме, изображенной на рис.6.1.

Рис. 6.1. Схема для снятия передаточной характеристики электронного ключа

К основным статическим параметрам относятся напряжение управления, необходимое для надежного запирания транзистора, минимальный перепад управляющего напряжения сигнала, необходи­мый для надежного отпирания транзистора. Среднее между ними значение обычно называется пороговым напряжением Uпор.По выходу важнейшими параметрами являются остаточное напряжение на выходе открытого ключа U0вых, равное напряжению на коллекторе открыто­го транзиpстора, максимальный ток открытого транзистора Iмакс, выходное напряжение на закрытом ключе U1вых (для кремниевых транзисторов это напряжение равняется напряжению источника пи­тания Eк) и остаточный ток закрытого транзистора Iост (опре­деляемый тепловым током коллектора Iк0).

Динамические параметры,или параметры быстродействия, электронного ключа определяются скоростью переходных про­цессов, возникающих в схеме при подаче на вход ключа прямо­угольного входного импульса напряжения либо тока. Для их измерения используют схему, приведенную на рис.6.2.

Рис. 6.2. Схема для определения параметров быстродействия ключа

Метод измерения параметров быстродействия электронного ключа основан на сравнении временных зависимостей входного и выходного сигнала с помощью осциллографа. При использовании однолучевого осциллографа необходимо обеспечить его синхронизацию внешним сигналом, подаваемым с генератора прямоугольных импульсов.

Рис.6.3. Параметры ключа

Для количественного опре­деления быстродействия на вход электронного ключа подают прямо­угольный сигнал заданной дли­тельности и амплитуды и зарисовы­вают форму сигналов, действующих на входе и выходе ключа, строго соблюдая масштаб по осям Х и У с указанием выбранного масштаба на графиках. Далее по графикам опре­деляют расчетным путем требуемые количественные значения парамет­ров быстродействия. К таким параметрам относятся время спада tсп, за которое напряжение на выходе ключа уменьшается от 0,9 до 0,1 максимального значения выходного напряжения, время нарастания tнар, за которое напряжение увеличивается в тех же пределах, и время рассасывания tр, на которое запаз­дывает окончание выходного импульса по сравнению со входным. Важнейшим параметром является время задержки распространения tзд.р, которое определяется как время запаздывания выходного сигнала по отношению ко входному, измеренное на одном уровне. При этом различают время задержки распространения при переходе от высокого к низкому уровню t¹⁰зд.р и наоборот t⁰¹зд.р

Параметры лабораторного макета

VT101 - КТ201 (кремниевый n-p-n, h21э=60)

VT102 - КТ312 (кремниевый n-p-n h21э=50)

VT201, VT301 - КП103 (с управляющим p-n переходом)

VT302 - КП302 (МОП со встроенным каналом)

VT303, VT304 - К176ЛП1 (комплементарные МОП с

индуцированным каналом)

VD101 - КД522 (импульсный диод с p-n переходом)

VD102 - КД514 (импульсный диод с барьером Шотки)

R101=0,1кОм R109=0,51кОм R201=0,51кОм R301=1 кОм

R102=1,2кОм R110=1,2 кОм R202=1,2 кОм R302=3 кОм

R103=4,7кОм R111=2,2 кОм R203=2,2 кОм R303=3 МОм

R104=10 кОм R112=3 кОм R204=3 кОм R304=1 кОм

R105=4,7кОм R113=2,2 кОм R205=10 МОм R305=15кОм

R106=10 кОм R114=5,7 кОм R206=1 кОм R306=30кОм

R107=30 кОм R207=2,2 кОм

R108=15 кОм R208=4,7 кОм

C101=15пФ C103=200пФ C201=100пФ C301=200пФ

C102=51пФ C104=400пФ C202=300пФ C302=400пФ