Лабы Автушко / Лаба 3 / Задачи на защите Автушко
.docxЛаба №2. Усилительные каскады на транзисторах
Рис. 1.12. Токи через транзистор, включённый по схеме с общим эмиттером. (Взято из первой лабы)
Задача
1. Определить
все напряжения и токи, текущие через
транзистор.
Известно:
,
,
,
,
,
Решение. В предположении активного режима для цепи база–эмиттер
,
Отсюда
находим:
Далее,
;
;
Проверяем
справедливость начального предположения:
.
Задача
1.2. Определить
напряжения на выводах транзистора.
Дано:
,
,
,
,
.
Решение. Аналогично задаче 1:
Проверяем
справедливость начального предположения:
.
Задача
1.3. Найти
токи, текущие через транзистор.
Дано:
,
,
,
,
,
Решение. В предположении активного режима для цепи база–эмиттер
Из
первого уравнения находим
Проверка:
;
.
Задача
2. Определить
токи и напряжения на выводах транзистора.
Дано:
,
,
,
,
.
Решение. Аналогично задаче 1.2 (предполагается активный режим):
Поскольку
,
то начальное предположение неверно и
транзистор находится в режиме насыщения.
При этом оба его перехода открыты и на
них падает по 0,7В, т.е.
Отсюда
следует, что
.
Учитывая также, что сопротивления
прямосмещённых p-n
переходов транзистора много меньше
1кОм, можно полагать, что коллекторно-эмиттерная
цепь образована резистивным делителем
– 
.
Заново рассчитаем все потенциалы и
токи:
либо
Задача
2.2. Определить
токи и напряжения на выводах транзистора.
Дано:
,
,
,
.
Решение. Аналогично задаче 1.3 (предполагается активный режим):
Следовательно,
начальное предположение неверно и
транзистор находится в режиме насыщения.
При этом
.
Тогда
.
Затем находим токи:
Задача
3. При каком
транзистор находится в режиме насыщения?
Дано:
,
,
.
Решение.
Для начала
отметим, что транзистор находится в
режиме насыщения при больших базовых
токах, обеспечиваемых малыми значениями
.
Наибольшее значение
определится из системы
описывающей
момент, когда коллекторный переход ещё
открыт, но коллекторный ток уже зависит
от базового. В режиме насыщения
.
Далее,
,
.
Решая последнее уравнение, найдём
Ответ: меньше 129 кОм.
Задача
3.2. При каком
транзистор находится в активном режиме?
Дано:
,
,
.
Решение.
Граничное
значение
(наименьшее в данном случае), как и в
предыдущей задаче, удовлетворяет системе
Поэтому
Ответ: больше 188 кОм.
Задача
3.3. При каком
транзистор находится в активном режиме?
Дано:
,
,
,
.
Решение.
Транзистор
работает в активном режиме при малых
базовых токах. Наибольшее значение
определится из системы
Находим:
,
.
Приравниваем
→
Ответ: меньше 8,3мкА.
Лаба №3. Операционные усилители.
Задача
1. Определить
напряжение на выходе схемы при подаче
указанного входного сигнала (предполагается
ОУ идеальный).
Решение. Для представленного усилителя-интегратора запишем формулу (3.5) лабника:
Таким образом, сигнал на выходе равен интегралу входного сигнала, взятому со знаком минус. Рассмотрим примеры (синий – вход; красный – выход):
-
Скачок напряжения
-
-
Импульсы разной амплитуды
-
-
В обоих случаях выходное напряжение ограничено
-
Задача 1.2. Определить напряжение на выходе схемы для реального ОУ при подаче напряжения питания.
-
Решение. На оба входа ОУ подан 0 → на его выходе
.
Интегрируя полученную постоянную
зависимость, получим наклонную прямую,
обрезаемую на уровне
-
Задача 2. Найти
для
указанной цепи.
-
Решение. Разбиваем на 2 устройства: дифференцирующуюRC-цепь (коэффициент передачи
)и
усилительна ОУ (коэффициент усиления
).
При последовательном соединении
C1
-
-
Для RC-цепи:
-
-
Используем формулу для неинвертирующего усилителя:
-
-
Окончательный ответ:
-
-
-
Задача 3. Определить выходное напряжение.
-
Дано:
,
,
.
-
Решение. Составим вначале эквивалентную схему, учитывая, что на неинвертирующий вход ОУ подаётся сигнал с резистивного делителя:
-
-
Применяем метод суперпозиции:
-
При заземлённом
имеем
инвертирующий усилитель, и
-
При заземлённом
имеем
неинвертирующий усилитель, и
-
-
Полное выходное напряжение
. -
