отчет лаба 2 схемота-1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

(РОСАВИАЦИЯ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ» (МГТУ ГА)

Кафедра вычислительных машин, комплексов, сетей и систем.

Лабораторная работа защищена с оценкой ____________________

____________________

(подпись преподавателя, дата)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

по дисциплине «Схемотехническое моделирование».

Тема: «Исследование схем на биполярных и полевых транзисторах.»

Выполнила студентка группы ИС3-1

Магальник Екатерина Борисовна

Руководитель: Затучный Дмитрий Александрович

МОСКВА – 2024

Теоретическая часть.

Транзистор – это активный преобразователь с несколькими (обычно двумя) электронно-дырочными переходами, имеющий три (от эмиттера, базы и коллектора) или более выводов.

Транзистор представляет собой монокристалл, имеющий три области с различным типом проводимости. Транзистор с чередованием p-n-p называют транзистором прямой проводимости, а транзистор n-p-n типа – транзистором обратной проводимости.

Рисунок 1. Условное обозначение транзисторов обратной (а) и прямой (б) проводимости.

На рисунке 1 а, б приведено условное обозначение транзисторов и стрелками указаны направления токов, принятые за положительные.

Полевой транзистор — полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении электрическим сопротивлением токопроводящего канала поперечным электрическим полем, создаваемым приложенным к затвору напряжением.

Электроды полевого транзистора называются:

• Исток — электрод, из которого в канал входят основные носители заряда. 

• Сток — электрод, через который из канала уходят основные носители заряда. 

• Затвор — электрод, служащий для регулирования поперечного сечения канала. 

В зависимости от способа управления различают полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом и с управляющим переходом металл-полупроводник (барьером Шоттки), а также полевые транзисторы с изолированным затвором. 

Задание 1А. Расчёт характеристик биполярного транзистора. В схеме провести измерения тока коллектора Ік для каждого значения Ек и Еб и заполнить Таблицу 1А. По данным таблицы построить график зависимости Ік от Ек. Построить нагрузочную прямую по постоянному току на выходной характеристике транзистора. По графику определить рабочую точку и записать её значение.

		Ек, В
Еб, В	Iб, мкА		0.1	0.5	1	5	10
1.5	-5.62m		0.183	0.247	0.345	0.518	0.562
2.5	-0.016		0.485	0.945	1.291	1.479	1.536
3.5	-0.025		0.79	1.369	2.297	2.42	2.523
4.5	-0.035		1.098	1.998	3.189	3.434	3.515
5.7	-0.047		1.467	2.676	4.178	4.606	4.707

Таблица 1А.

Рисунок 2 – график зависимости Iк от Eк.

Рисунок 3 – нагрузочная прямая.

Значение нагрузочной точки N=Ux∩Ix=8.8305.

Рисунок 4 – схема из задания 1А.

Рисунок 5 – окно настройки выходных графиков.

Рисунок 6 – график, полученный при выполнении задания 1А.

Задание 1Б. Определение коэффициента усиления транзистора, включенного по схеме с ОЭ. Соберите схему. Зарисуйте полученную осциллограмму и по ней определите коэффициент усиления каскада по напряжению. Данные фунционального генератора для схемы: частота 25кГц, напряжение 10мВ.

Рисунок 7 – схема из задания 1Б.

Рисунок 8 – окно настройки выходных графиков.

Рисунок 9 – график, полученный при выполнении задания 1Б.

Задание 1В. Определение коэффициента усиления транзистора, включенного по схеме с ОБ. Соберите схему. Зарисуйте полученную осциллограмму и по ней определите коэффициент усиления каскада. Данные фунционального генератора для схемы: частота 10кГц, напряжение 10мВ.

Рисунок 10 – схема из задания 1В.

Рисунок 11 – окно настройки выходных графиков.

Рисунок 12 – график, полученный при выполнении задания 1В.

Задание 2А. Определение коэффициента усиления транзистора, включенного по схеме с ОБ. Соберите схему. Зарисуйте полученную осциллограмму и по ней определите коэффициент усиления каскада. Данные фунционального генератора для схемы: частота 1кГц, напряжение 20мВ.

Рисунок 13 – схема из задания 2А.

Рисунок 14 – окно настройки выходных графиков.

Рисунок 15 – график, полученный при выполнении задания 2А.

Рисунок 16 – приближение графика, полученного при выполнении задания 2А.

Вывод: из рисунка 6 можно сделать вывод, что напряжение остается неизменным в течение всего эксперимента.

График на рисунке 9 показывает переходные процессы в электрической схеме. Это типичная форма сигнала, характерная для переходных процессов, где наблюдаются перерегулирования и колебания напряжения/тока до установления стационарного режима.

График на рисунке 12 отображает изменение напряжения во времени. Видно, что напряжение начинает от значения около 2.47 В и постепенно снижается, стремясь к устойчивому значению. Это поведение соответствует переходному процессу, когда система приходит в стационарное состояние.

По форме график на рисунках 15 и 16 напоминает экспоненциальную кривую, что является типичным для переходных процессов в линейных электрических цепях. Такой характер изменения напряжения/тока наблюдается, например, при заряде/разряде емкости или при переходных процессах в RLC-цепях.