Сборник методических указаний для выполнения лабораторно-практических заданий по дисциплине «Элементная база телекоммуникационных систем»

где Iл = -10-4А – обратный (дрейфовый) ток в обедненной зоне; Uст – номинальное напряжение стабилизации;

М – коэффициент лавинного размножения (М=5).

2 Этапы выполнения лабораторно-практического задания №2

2.1 Выбор стабилитрона

Для выполнения лабораторной работы необходимо выписать характеристики стабилитрона, выбранного в соответствии с вариантом. Варианты представлены в таблице 2.1, основные характеристики стабилитрона занести в таблицу 2.2.

Таблица 2.1 – Характеристики стабилитрона

Таблица 2.2 – Параметры выбранного стабилитрона

11

2.2 Анализ зависимости тока стабилизации от напряжения стабилизации

Лабораторная работа состоит из двух частей. Первоначально необходимо рассчитать зависимость обратного тока от обратного напряжения по формуле 1.2, далее провести экспериментальные измерения, используя систему моделирования Electronics Workbench (EWB).

2.2.1 Рассчитанные значения Значения обратного тока, рассчитанного с учетом множителей,

приведенных во втором столбце таблицы 2.3, и значения обратного напряжения, рассчитанные по формуле 1.2, занести в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Рассчитанные значения

2.2.2 Экспериментальная зависимость обратного тока от обратного напряжения

Смоделировать схему, представленную на рисунке 2.1, используя систему моделирования Electronics Workbench.

Рисунок 2.1 – Схема для измерения зависимости обратного тока от обратного напряжения

12

Для проведения измерений задаются те же значения, которые приведены в таблице 2.3, столбец 3. Экспериментальные данные занести в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 – Экспериментальные данные зависимости обратного тока от обратного напряжения

2.2.3 Графическая зависимость обратного тока от обратного напряжения (III квадрант ВАХ диода)

Построить зависимости обратного тока от обратного напряжения в одних координатных осях для значений из таблицы 2.3 и значений из таблицы 2.4. Определить в процентном соотношении, насколько отличается графическая зависимость, построенная по рассчитанным значениям, от графической зависимости, полученной экспериментальным методом. Записать формулу для расчета процентного соотношения и подставить необходимые значения. Полученное значение записать в отчет.

2.3 Исследование зависимости прямого тока от прямого напряжения стабилитрона

Собрать схему, представленную на рисунке 2.2. Экспериментальные значения занести в таблицу 2.5.

Рисунок 2.2 – Схема для измерения зависимости прямого тока от прямого напряжения стабилитрона

13

Таблица 2.5 – Прямая ВАХ стабилитрона

По значениям таблицы 2.5 построить график зависимости прямого тока от прямого напряжения стабилитрона.

3 Содержание отчета

1.Таблицы рассчитанных значений.

2.Таблицы экспериментальных значений.

3.Графические зависимости, построенные по рассчитанным и экспериментальным данным.

4.Используемые формулы и полученные значения.

14

Методические указания к лабораторно практическому занятию №3

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАТЕЛЕЙ ВОЗБУЖДАЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ СВЕТОДИОДОВ

Цель работы:

Анализ вольт-амперной характеристики светодиодов и методов высокого и низкого уровней возбуждения светодиодов.

1 Этапы выполнения лабораторно-практического занятия №3

1.1 Выбор типа светодиода

Для анализа выбраны два светодиода: АЛ307А (red LED) и АЛ307В (Green LED). Основные параметры светодиодов приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Параметры светоизлучающих диодов

1.2 Исследование вольт-амперной характеристики светодиода

Собрать схему в соответствии с рисунком 1.1 для снятия ВАХ исследуемых светодиодов при прямом включении. Учесть, что сопротивление на схеме равно 1 кОм.

Рисунок 1.1 – Схема для снятия ВАХ светодиода

Результаты измерений занести в таблицу 1.2. По полученным данным построить на одном графике зависимости IVD = f(UVD) для заданных светодиодов. Определить процентное соотношения отличия ВАХ светодиодов.

15

Таблица 1.2 – ВАХ светодиодов

1.3 Работа формирователя с низким активным уровнем

Собрать схему формирователя с активным низким уровнем в соответствии с рисунком 1.2. Регулируемым источником на входе Uвх является источник G1. Источник G2 установить 10 В. Транзистор выбирается из библиотеки транзисторов для типа npnrus. Учесть, что сопротивление во входной цепи равно 10 кОм, а в выходной цепи 1 кОм. При проведении измерений необходимо учесть, что ток протекает во встречном направлении, поэтому значение тока в таблицу необходимо записывать со знаком, противоположным показаняем амперметра.

Рисунок 1.2 – Передаточная характеристика светодиода

снизким уровнем возбуждения

Всхеме транзисторы выбираются в соответствии с вариантом, приведенным в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Типы транзисторов

Результаты измерений занести в таблицу 1.4. Построить передаточную характеристику при низком уровне возбуждения светодиода (зависимость IV от Uвх). На характеристике отметить уровни входного напряжения Uвыкл. Uвкл., при

которых IV = 0.1 IVmax и IV = 0.9 IVmax соответственно. Занести значения Uвыкл. Uвкл в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 – Передаточные характеристики (формирователь с низким активным уровнем)

1.4Работа формирователя с высоким активным уровнем

Собрать схему формирователя с активным высоким уровнем, в соответствии с рисунком 1.3 (параметры сопротивлений и транзистор выставить аналогично схеме, приведенной на рисунке 1.2), используя систему моделирования Electronics Workbench. Источник G2, обеспечивающий питание схемы, установить 10 В. Транзистор выбирается в соответствии с вариантом, приведенном в таблице 1.4.

Рисунок 1.3 – Передаточная характеристика светодиода с высоким уровнем возбуждения

Результаты измерения занести в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 – Передаточные характеристики (формирователь с высоким активным уровнем)

Построить передаточную характеристику при высоком уровне возбуждения светодиода (зависимость IV от Uвх). На характеристике отметить

уровни входного напряжения Uвыкл. Uвкл., при которых IV = 0.1 IVmax и IV = 0.9 IVmax соответственно. Занести значения Uвыкл. Uвкл в таблицу 1.5.

2Содержание отчета

1.Схемы исследований и таблицы результатов измерений.

2.Вольт-амперные и передаточные характеристики.

3.Используемые формулы для расчетов.

4.Вывод о напряжения включения и выключения для различных схем возбуждения.

18

Методические указания к лабораторно-практическому занятию №4

ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Цель работы:

Анализ работоспособности схемы с биполярным транзистором и передаточных характеристик различных биполярных транзисторов.

1 Теоретический материал

Передаточная характеристика биполярного транзистора представлена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 – Передаточная характеристика ключа на БТ

2 Этапы выполнения лабораторно-практического занятия

2.1 Определение работоспособности схемы на n-p-n-транзисторе

соответственно), а также значение уровня логической «1» - E1MAX.

2. Выбрать марку транзистора из предлагаемого набора – КТ3102Е, KT3102D, КТ315A, 2N5551 – по следующим критериям:

Uкэ max E2 ,

Iк max Iком .

Параметры UКЭMAX И IKMAX выбрать из таблицы 2.1. с максимально близкими значениями к заданным.

19

В таблице 2.1 введены следующие обозначения:

h21ОЭ – статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером (выбрать максимальное значение из диапазона, приведенного в характеристиках транзистора);

UКЭ max – максимальное напряжение коллектор – эмиттер; IК max – максимальный ток коллектора.

3. Рассчитать требуемый ток базы

Занести основные параметры транзисторного ключа на n-p-n-транзисторе в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Параметры транзисторного ключа на n-p-n-транзисторе

В таблице 2.2 введены следующие обозначения:

Iком – коммутируемый ток;

E2 – коммутируемое напряжение;

E1MAX – значение уровня логической «1».

20