Добавил:
інстаграм _roman.kob, курсові роботи з тєрєхова в.в. для КІ Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторна робота1 Дослідження роботи транзисторного ключа2019.docx
Скачиваний:
17
Добавлен:
31.05.2020
Размер:
222.09 Кб
Скачать

Міністерство Освіти і науки України

Технічний коледж НУ «Львівська політехніка»

Циклова комісія

«Інформаційних технологій»

Лабораторна робота № 1

Дослідження насиченого і ненасиченого транзистора

Львів 2010

Лабораторна робота № 1 Дослідження насиченого і ненасиченого ключа

Мета роботи: дослідження перехідних процесів в насиченому і ненасиченому ключі

  1. Загальні положення

Для побудови цифрових (логічних) елементів можуть бути застосовані різні прилади: діоди, транзистори, ферити, тунельні діоди тощо. В даний час для побудови логічних елементів найширше використовуються транзистори. Розглянемо коротко роботу транзистора ключовим елементом.

Рис. 1

Біполярний транзистор застосовується як перемикальний елемент в схемі із загальним емітером (рис.1). Якщо на вхід схеми подати напругу логічного 0 (біля 0В), то ключ буде закритий, через транзистор тече мінімальний струм і на виході ключа буде максимальна напруга, близько Uп.

Якщо на вхід схеми ключа подати відмикаючий рівень напруги, то перехід база-емітер буде зміщений у прямому напрямі і через транзистор потече струм. Напруга на виході схеми ключа матиме мінімальне значення, наближене до 0В. Розрізняють активну область і область насичення ввімкненого транзистора. В активній області емітерний перехід зміщений у прямому напрямі, а колекторний - у зворотному, тобто для n-p-n транзистора Uбе > 0, Uбк < 0. В області насичення обидва переходи транзистора зміщено у прямому напрямі, тобто для n-p-n транзистора Uбе > 0 і Uбк > 0.

У режимі насичення напруга на виході схеми приблизно дорівнює 0, струм колектора не залежить від струму бази і визначається зовнішніми елементами, що приєднуються до транзистора. У реальних схемах на транзисторі відбувається невелике падіння напруги, що має назву напруга насичення Uкен. Насичення транзистора у схемі ключа можна отримати збільшенням струму бази. При деякому значенні струму бази Iб = Iбн подальше зростання струму бази не приводить до зростання колекторного струму, який дорівнює Iкн = (Uж - Uкн) /Rк. Напруга Uкн – має порядок декількох десятків або сотень мілівольт, а напруга база-емітер у режимі насичення для кремнієвих транзисторів - 0,7 - 1,1В.

У розімкненому стані ключа, коли на вхід схеми подається напруга, що наближена до 0 (<0,5 В) струм не дорівнює 0 і через транзистор протікає невеликий струм, який створює на Rк різницю потенціалів і напруга на виході не дорівнює напрузі Uж.

Із збільшенням коефіцієнта насичення ключа збільшується його здатність навантаження, зменшується вплив різних дестабілізуючих чинників на вихідні параметри ключа, але погіршується швидкодія ключа.

2. Статичні характеристики ключа

При аналізі роботи ключа цікавою є передавальна характеристика - залежність рівня вихідної напруги Uвих= Uк від рівня вхідної напруги у стаціонарному режимі роботи ключа. Приклад передавальної характеристики наведений на рис.2.

Рис.2

Ділянка характеристики MN відповідає активному режиму роботи ключа при його переході з стану 1 ( напруга на виході Uвих є високою) у стан 0 (напруга Uвих є низькою).

У схемах перемикачів зазвичай забезпечується сумісність вхідних і вихідних сигналів, тобто збіг за величиною рівнів U0вх і U0вих, U1вх і U1вих. Передавальна характеристика дозволяє наочно оцінити перешкодостійкість схеми, тобто знайти максимально допустиму напругу перешкод, що діє на вході схеми разом з регулярними сигналами, при яких ще не відбувається зміна логічних (інформаційних) станів ключа. Перешкоди у ключових схемах можуть бути статичними, пов'язані з падінням напруги на загальних шинах схеми живлення (“земля”), так і імпульсними (короткочасними). Імпульсні перешкоди обумовлені як зовнішніми електромагнітними полями, так і індуктивним і ємкісним зв'язком між сигнальними лініями схеми, а також перехідними процесами в останніх (у зв’язку із неузгодженістю ліній і навантажень). На рис. 2 показано як згідно передавальної характеристики визначають запас перешкодостійкості. Тут Авх – величина "1" вхідного сигналу. Ця величина може знижуватися на величину Uпер1, що не приводить до збою у пристрої. Сигнал Uвх0 поступає з виходу такого самого ключа. Його величина може бути підвищена на Uпер0 і це також не приведе до збою пристрою.