Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Электроника и схемотехника. Практикум. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

1 Мб

Скачать

☆

1 / 81 2 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

--------------------------------

ФГБОУ ВО

Н. В. СУХАНОВА

ЭЛЕКТРОНИКА И СХЕМОТЕХНИКА

Утверждено

редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

ВОРОНЕЖ

2020

УДК 621.3 (075.8) ББК 32я7 С91

Научный редактор профессор В. С. КУДРЯШОВ

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра информационных технологий управления

Воронежского государственного университета;

канд. тех. наук Н. Р. БОБРОВНИКОВ

(ООО ИФ «МИАС»)

Печатается по решению

редакционно-издательского совета

Воронежского государственного университета инженерных технологий

Суханова, Н. В.

С91

Электроника и схемотехника. Практикум [Текст] : учеб.

пособие / Н. В. Суханова; Воронеж. гос. ун-т инж. технол. Воронеж: ВГУИТ, 2020. - 78 с.

ISBN 978-5-00032-472-1

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями ФГОС ВО подготовки выпускников по специальности 10.05.03 - «Информационная безопасность автоматизированных систем», направлениям 15.0 3.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств», 27.03.04 – «Управление в технических системах». Оно предназначено для закрепления теоретических знаний по дисциплинам блока Б1 «Дисциплины». Рассмотрены примеры решения задач по расчету параметров полупров одниковых приборов, дискретных и интегральных аналоговых схе м, большое внимание уделяется расчёту и конструированию транзисторных схем управления. Приведены примеры расчета ряда типовых электронных схем в области дискретной и интегральной схемотехники.

2202010000 – 14

C ОК2 (03) – 2020

Без объявл.

УДК 621.3 (075.8) ББК 32я7

ISBN 978-5-00032-472-1 ©©Суханова Н. В., 2020

ФГБОУ ВО «Воронеж. гос. ун-т инж. технол.», 2020

Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежского государственного университета инженерных технологий, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия университета запрещается.

ОТ АВТОРА

Большинство книг, касающихся работы электронных приборов и схемотехники их использования, как правило, посвящены теоретическим аспектам. Однако следует помнить, что электроника - дисциплина практическая. Она рассматривает не только принципиальную электрическую схему как таковую, но требует вычисления числовых значений ее параметров [1, 7]. Настоящее пособие предназначено для развития навыков самостоятельной работы обучающихся по расчету и проектированию электронных устройств. В пособии рассмотрены примеры решения задач по расчету параметров полупроводниковых приборов, дискретных и интегральных схем.

Учебное пособие по курсам «Электроника и схемотехника» (направление 10.05.03), «Электронно-цифровые элементы и устройства» (направления 15.0 3.04 и 27 .03.04 ), «Исследование элементов и устройств автоматики» (направления 15.0 3.04 и 27.03. 04) предназначено для обучающихся очного отделения. В пособии представлены типовые задачи по вариантам с примерами вычислений. Для направлений 15.03. 04 и 2 7.03.0 4 в пособии представлены типовые примеры решения кейс-заданий, используемых при тестировании. Курс относится к общепрофессиональным дисциплинам направления «Автоматизация и управление» и имеет прикладную направленность. Поэтому в пособии большое внимание уделяется расчёту и конструированию транзисторных схем управления [4, 5]. Приведены примеры расчета ряда типовых электронных схем в области дискретной и интегральной схемотехники; приводятся девятнадцать работ по основным разделам курса.

Каждую работу обучающиеся выполняют согласно номеру

варианта, который определяется по последней цифре (или двум последним цифрам) зачётной книжки. Электрические схемы вычерчивают по государственному стандарту.

Основной материал излагается обучающимся на лекциях. Дополнительный теоретический материал можно найти по литературным источникам, список которых приводится в конце пособия [1-10].

Практическая работа № 1.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕЗИСТОРОВ

Цель работы: научиться определять основные параметры

резисторов по маркировке.

Краткие теоретические сведения

Резисторы - самый распространённый элемент. Промышленность выпускает резисторы с сопротивлением от 0,01 до 1012 Ом и мощностью от 0,125 до 250 Вт с допуском от 0,005 до 20,00 %.

Резисторы, в особенности малой мощности – довольно мелкие детали. Резистор мощностью 0,125 Вт имеет длину несколько миллиметров и диаметр порядка миллиметра. Прочитать на такой детали цифровой номинал сложно, поэтому для них применяют маркировку цветовым кодом. Определение сопротивления и допуска резисторов с цветовой маркировкой в виде 4 или 5 цветных колец. При этом маркировка наносится на цилиндрическую поверхность в виде круговых полос или точек, сдвинутых к одному из торцов. Если длина резистора не позволяет сдвинуть маркировку, то широкая левая полоса делается в 1,5 раза больше остальных. Цветовая маркировка резисторов приведена в табл. 1.

Таблица 1

Цвет 1-я полоса 2-я полоса 3-я полоса Множи-

тель

Черный - 0 - 1 1

Коричневый 1 1 1 10 2

Красный 2 2 2 10

Оранжевый 3 3 3 10

Желтый 4 4 4 10

Зеленый 5 5 5 10

Синий 6 6 6 10

Фиолетовый 7 7 7 10

Серый 8 8 8 - 0,05 Белый 9 9 9 - -

Золотой - - - 0,1 5

Серебряный - - - 0,01 10

2 3 4 5 6 7

Допуск,

0,50 0,25 0,10

Если имеется четырёхполосный код: 1, 2-я полосы - номинал, 3-я полоса - множитель, 4-я полоса - допуск [6]. Если - пятиполосный код: 1, 2, 3- я полосы - номинал, 4- я - множитель, 5-я - допуск.

Кодовая маркировка резисторов состоит из 3 или 4 знаков: две

цифры и буква или три цифры и буква. Буква кода является множителем, обозначающим сопротивление в Омах, и определяет положение запятой десятичного знака. Кодовое обозначение допускаемого отклонения состоит из буквы латинского алфавита (табл. 2).

Таблица 2

Множитель Код Допуск,

% 0,10 В(Ж)1 R(E) 0,25 С(У)

0,5 D(Д)10

1 F(P) 2 G(Л)10

5 J( И) 10 К(С)10 20 М(В) 30 N(Ф)

K(K)

M(M)

G(Г)

T(T)

Код

Задача. В соответствии с вариантом по табл. 3 определить

номинал и допуск резисторов.

Таблица 3

Вариант Цветовая маркировка Марка резистора

0 R33M

1 4R7E

2 330RG

3 110KD 4 220MN

5 1M1M

6 12GK

7 150KD 8 130MN 9 14

Например, кодовая маркировка резистора 3R 9D состоит из

(

)

4 символов. Буква R используется вместо разделительной запятой. Получаем число 3,9. Множитель R равен 1. Последняя буква D в соответствии с табл. 2 указывает допуск. В нашем случае допуск±0,5 %. В итоге номинал резистора 3,9 Ом±0,5 %.

Практическая работа № 2.

ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ

Цель работы: изучить основные методы расчёта выпрями-

тельных диодов.

Задача. Полупроводниковый диод имеет прямой ток 0,8 А

при Uпр=0,3 В и Т=35оС. Определить: 1) обратный ток диода I0;

2) дифференциальное сопротивление r ренциальное сопротивление r

при напряжении U=0 В.

диф

при U=0,2 В; диффе-

диф

Решение

1. Температурный потенциал электрона при Т=35оС:

5261160035273 ,/)

»+=

мВ.

2. Находим обратный ток диода, воспользовавшись выра-

жением [7]:

)e(II

10-=

980,I

мкА.

6526300

1089581801

×=-=-= ,)e/(,)e/(II

А;

3. Определим ток, который будет течь через переход при

U=0,2 В:

4. Находим дифференциальное сопротивление r

диф

5. Для определения r

при U=0 в исходном выражении по-

диф

5262006

»×»»

88617110981

,)е(,)e(II

»-×=-=

47,1)10866,17/(0265,0/

Ом.

мА.

диф

лагаем I=0:

3)109,8/(0265,0/

0диф

»×»»

кОм.

В соответствии с вариантом по табл. 4 определить: 1) об-

ратный ток диода I0; 2) дифференциальное сопротивление r

диф

при U=0,2 В; дифференциальное сопротивление r

Номер варианта I, A Uпр, В Т,оС

0 0,2 0,4 15 1 0,1 0,5 5 2 0,4 0,6 10 3 0,9 0,7 20 4 0,7 0,8 30 5 0,5 0,85 40 6 0,8 0,65 45 7 1,1 0,55 50 8 0,85 0,75 60 9 0,95 0,45 80

при U=0 В.

диф

Практическая работа № 3.

БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Цель работы: изучить основные методы расчёта биполяр-

ных транзисторов.

Таблица 4

Задача 1 . Транзистор, имеющий дифференциальный коэффи-

циент передачи из эмиттера в коллекторa=0,995, ток IЭО=IKO=10

-12

А, включён в схему, представленную на рис. 1. Найти токи транзистора и напряжение между коллектором и эмиттером.

Рис. 1. Схема включения транзистора

Решение

На схеме показан транзистор n-p-n типа, у которого эмит-

терный переход смещён вправо, а коллекторный - обратно. Поэтому в выражении для токов и напряжений в p-n переходе будем считать UЭ положительным, а UК отрицательным.

1. Находим ток эмиттера:

(

)

=-=

=--=-

ЭОЭ

TЭ

025062012

,/,

59581101

,)e(eII

»-=-=

мА.

2. Определяем ток коллектора [7]:

KOЭK

02505123

---

5811010595899501

,)e(,,)e(III

»--××=--=

3. Токи базы и эмиттера связаны соотношением:

I)(I

1 ,

ЭБ

отсюда

290955899501 ,,),(I

мА.

4. Напряжение UКЭ есть разность потенциалов:

6256205 ,),(UUU

ЭKКЭ

В.

В соответствии с вариантом по табл. 5 определить: токи

транзистора и напряжение между коллектором и эмиттером.

Номер варианта

0 0,885 1 0,908 2 0,766 3 0,977 4 0,787 5 0,565 6 0,813 7 0,987 8 0,850 9 0,953

IЭО=IKO, А

1210-

0,7

1210-

0,8

1210-

8,5

1210-

6,5

1210-

5,5

1210-

4,5

Таблица 5

мА.

Задача 2. Транзистор в Т-образной схеме замещения (рис. 2 ) имеет следующие параметры:a=0,993; rК=1,5 МОм; rЭ=20 Ом. Определить h-параметры для схемы с ОБ.

Рис. 2. Т-образная схема замещения транзистора

Решение

=-+=-+»

1. Определяем h

11Б

БЭ

2. Находим h

993021,h

3. Определяем h

KБ

4. Определяем h

KББ

21Б

11Б

42199301200201

,),()(rrh

Ом;

;

22Б

670105111

,),/(r/h

»×=» мкСм;

12Б

103311051200

×»×=» ,),/(r/rh

В соответствии с вариантом по табл. 6 определить: токи транзистора и напряжение между коллектором и эмиттером. Определить h-параметры для схемы с ОБ.

Таблица 6

Номер варианта

0 0,885 1,4 10 1 0,908 2,5 15 2 0,766 6,1 25 3 0,977 0,7 30 4 0,787 0,8 40 5 0,565 8,5 45 6 0,813 6,5 50 7 0,987 5,5 55 8 0,850 7,0 65 9 0,953 4,5 70

rK, МОм rЭ, Ом

Практическая работа № 4.

АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ

НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ НА ТРАНЗИСТОРЕ

Цель работы: изучить основные методы расчёта усилите- лей низкой частоты.

Рекомендации по решению задачи. Следует начертить схему усилителя в соответствии с рис. 3. При этом следует иметь ввиду, что если приведённые в табл. 7 транзисторы - p-n-p - типа, в схеме следует заменить тип транзистора и полярность источника питания. Направление токов также изменится на противопо-

ложное. В отчет по работе заносятся данные из табл. 7 для выбранного варианта и результаты расчётов по указанным в задании пунктам.

Некоторые из величин считаются общими для всех вариантов, поэтому они не указаны в табл. 7. Это коллекторный ток транзистора Iк=1 мА и напряжение между коллектором и эмиттером транзистора UКЭ=5 В в состоянии покоя. Кроме того, сопротивление нагрузки берут равным рассчитанному предварительно входному сопротивлению усилителя Rвх, т. е. считают, что данный усилитель имеет в качестве нагрузки такой же каскад усиления [8]. Нужно иметь ввиду, что действительные h-параметры транзисторов имеют сильный разброс и зависят от положения рабочей точки.

В приводимых далее формулах для расчётов всюду имеются ввиду абсолютные значения токов и напряжений. В расчётах следует давать токи в миллиамперметрах, напряжения - в вольтах и сопротивления - в килоомах. Расчёты следует производить с точностью порядка 1 %; значения напряжений после расчёта округляют с точностью до 0,1 В, а сопротивлений резисторов и ёмкостей конденсаторов - с точностью± 10 %. Следует иметь ввиду, что большинство формул являются также приближенными. Вывод этих формул приводится в литературе [1-9].

Дано:

Тип транзистора КТ391А,

=750 Ом,

11Э

12Э

22Э

105-× Ом,

=75,

21Э

1075-×

Ом-1,

Rk=6,2 кОм,

UЭ=1,8 В,

fн=50 Гц,

=0,15 Вт,

кmax

Ik=1 mA,

Рис. 3. Схема усилителя низкой частоты

UКЭ=5 В,

Rн= Rвх.

1 / 81 2 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]