Содержание задач контрольной работы

Задача 1.

По заданным статическим характеристикам биполярного транзистора (Приложение1, рис.П.1, П.2, П3) и табличным высокочастотным параметрам (Приложение 2, табл.1) выполнить следующие расчеты в заданной рабочей точке:

а) рассчитать низкочастотные малосигнальные h-параметры и построить эквивалентную схему прибора на низкой частоте;

б) рассчитать параметры физической эквивалентной схемы прибора на высокой частоте и построить ее для этой же рабочей точки.

Задача 2.

По заданным статическим характеристикам биполярного транзистора (Приложение1, рис.П.4, П.5) выполнить следующие графо-аналитические расчеты для усилительного каскада:

а) построить линию нагрузки;

б) построить на характеристиках временные диаграммы токов и напряжений и выявить наличие или отсутствие искажений формы сигнала;

в) рассчитать для линейного (мало искажающего) режима входное сопротивление, а также коэффициенты усиления по току K_i, напряжению K_u и мощности K_p. Найти полезную мощность в нагрузке и мощностьP_K, рассеиваемую в коллекторе.

Задача 3.

По заданным статическим характеристикам полевого транзистора (Приложение 1, рис.П.6, П.7) выполнить следующие графо-аналитические расчеты для усилительного каскада:

а) построить линию нагрузки;

б) построить на характеристиках временные диаграммы токов и напряжений и выявить наличие или отсутствие искажений формы сигнала;

в) рассчитать для линейного (мало искажающего) режима коэффициент усиления по напряжению K_u.. Найти полезную мощность в нагрузке и мощностьP_С, рассеиваемую в транзисторе.

Задача 4.

По заданным статическим характеристикам полевого транзистора (Приложение1, рис.П.6, П.7) и табличным высокочастотным параметрам (Приложение 2, табл.2) выполнить следующие расчеты в заданной рабочей точке:

а) рассчитать низкочастотные дифференциальные параметры,

б) рассчитать параметры физической эквивалентной схемы прибора на высокой частоте и построить ее для этой же рабочей точки,

в) найти граничную частоту крутизны и рассчитать активную и реактивную части входной проводимости на граничной частоте.

Задача 5.

По заданным статическим характеристикам биполярного транзистора (Приложение 1, рис.П.1, П.2, П3) выполнить следующие графо-аналитические расчеты для электронного ключа:

а) построить линию нагрузки;

б) рассчитать остаточное напряжение открытого ключа, считая инверсный коэффициент передачи тока базы Β_i=1, степень насыщения S=2÷5, сравнить со значением, найденным по характеристике, определить омическое сопротивление коллектора;

в) определить мощность, потребляемую входной цепью, мощность P_K, рассеиваемую в коллекторе, и сопротивление открытого ключа.

Задача 6.

По заданным статическим характеристикам полевого транзистора (Приложение 3, рис.П.7, П.8) выполнить следующие графо-аналитические расчеты для электронного ключа:

а) построить линию нагрузки;

б) рассчитать остаточное напряжение открытого ключа, сравнить со значением, найденным по характеристике,

в) определить мощность, потребляемую замкнутым ключом P₀, и мощность P_тр, рассеиваемую в открытом транзисторе;

г) определить длительность фронта и среза выходного импульса при емкости нагрузки С_Н=5пФ.

Выбор варианта задания

Студенты, имеющие нечетную предпоследнюю цифру номера зачетной книжки, выполняют задачи 1,3,5. Студенты, имеющие четную цифру, – задачи 2,4,6. Исходные данные к решаемым задачам определяется из таблиц 1 и 2 Приложения 3 по двум последним цифрам номера зачетной книжки

Требования к оформлению контрольных работ

1.В работе должны быть заголовки выполняемых пунктов контрольной работы. Все рисунки, таблицы и графики должны быть пронумерованы. В тетради оставляют поля (3-4 см) для замечаний. В конце контрольной работы приводится список используемой литературы.

2. Все рисунки и графики должны быть выполнены аккуратно в удобном для рассмотрения масштабе.

3. Задачи рекомендуется выполнять в общем виде, подставляя конкретные числа в формулы после их преобразования.

4. При решении задач следует пользоваться международной системой единиц измерения СИ, придерживаться общепринятой символики и правил записи формул и единиц измерения.

5. Контрольная работа высылается для проверки в установленные сроки. При наличии замечаний преподавателя, студент должен представить исправленный вариант контрольной работы совместно с первоначальным вариантом.

6. Без выполнения контрольной работы студент не допускается к выполнению лабораторных работ и к экзамену.

Методические указания по выполнению контрольной работы

Общие сведения, необходимые для выполнения контрольной работы, можно найти в рекомендованной литературе и содержатся также в теоретической части пособия. Дополнительную помощь призваны оказать приводимые ниже методические указания и примеры решения задач.

Указания к задаче 1.

Перерисовав статические характеристики биполярного транзистора, определяют малосигнальные h-параметры в заданном рабочем режиме. Метод их нахождения изложен в теоретической части пособия. Следует, однако, отметить, что в справочниках приводится только одна входная характеристика для активного режима. Это является следствием малого влияния выходного напряжения на входную цепь прибора, поэтому входные характеристики, снятые для различных значений U_КЭ, располагаются очень близко друг к другу и неразличимы в данном масштабе. Вторая характеристика, снятая для U_КЭ=0, относится к режиму насыщения и не пригодна для нахождения h-параметров. Поэтому по входной характеристике для активного режима можно найти только h_11Э. Два других параметра – h_21Э и h_22Э – находятся по выходным характеристикам. Недостающий параметр можно, однако, вычислить, заметив, что согласно эквивалентной схеме на рис.13

Сопротивление r¢_Б вычисляется следующим образом. Сначала находим r^*_Б по табличному значению t_ос для заданного значения I^*_К по формуле (24), затем вычисляем r¢_Б для значения I⁰_К в нашей рабочей точке по формуле (29):

Крутизна S¢ вычисляется по формуле (27), r_КЭ можно найти по значению h_22Э, которое для схемы на рис.13 равна

Определив все h-параметры можно начертить эквивалентную схему транзистора на низких частотах в системе h-параметров (рис.10).

Барьерные емкости С_К, С_Эбар приводятся в справочных данных, С_КЭ= С^*_К=(b+1) С_К, согласно (28), (21). Полная емкость С_Э= С_Эбар+ С_Эдф вычисляется по формуле (30):

C_Э=S¢/(2pf_пр)