Контрольная ФОЭ_вар 29

Министерство Российской Федерации

по связи и информатизации

Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики

Кафедра технической

электроники

Контрольная работа

по предмету:

«Физические основы электроники»

Выполнил: Смирнов С.В.

Группа: ЗТ-02

Вариант: 29

Проверил: Савиных В.Л.

Новосибирск 2011

Задача №1

Дано: транзистор КТ603А, Е=75 В, I=250 мкА, I=150 мкА,

R=1500 Ом.

На графике выходных статических характеристик (рисунок 1.1) строим нагрузочную линию описываемою уравнением:

I=(E-U)/ R.

При U=0, I=E/R=75/1500=50 мА.

При I=0, E=U=75 В

Рисунок 1.1.

Пересечение нагрузочной линии с заданной характеристикой тока базы

I =250 мкА определяет рабочую точку (РТ).

Координаты рабочей точки дают нам значение рабочего режима выходной цепи U и I. Эти параметры равны U=36,25 В и I=26,25 мА

На входных характеристиках (рисунок 1.2) пользуемся характеристикой для U= 40 В. При пересечении этой характеристики с ординатой, соответствующей I =250 мкА получаем рабочую точку.

По заданному изменению тока базы с амплитудой I=150 мкА графически определяем амплитуды токов и напряжений на электродах транзистора.

Рисунок 1.2.

Получаем

U_бэ0 = 0,73 В

I + I=250+150=400 мкА

I-I=625-375=100 мкА

U+U=0,73+0,04=0,77 В

U-U=0,73-0,04=0,69 В

На выходных характеристиках находим пересечение нагрузочной прямой с характеристиками I=I + I и I=I-I, то есть c характеристиками I=400 мкА и I=100 мкА., и по ординатам этих точек находим I , I , U, U .

I = I =15,6 мА U=23,75 В U =23,75 В.

Определяем среднее значение амплитуд:

I= (I+I )/2=(15,6+15,6)/2=15,6 мА

U=( U+U )/2=(23,75+23,75)/2=23,75 В.

U= (U+ U)/2=(0,04+0,04)/2=0,04 В

Рассчитываем коэффициент усиления по току:

К= I/ I=15,6/0,150=104

Рассчитываем коэффициент усиления по напряжению:

К= U/ U=23,75/0,04=593,75

Рассчитываем коэффициент усиления по мощности:

К= К* К=61750

Рассчитываем входное сопротивление:

R= U/ I=0,04/(0,150*10)266,66

Рассчитываем полезную мощность в нагрузке:

Р= (U* I)/2=(23,75*15,6*10)/2=185,2 мВт

Рассчитываем мощность, рассеиваемую на коллекторе:

Р= U* I=36,25*26,25*10=0,95 Вт

Рассчитываем потребляемую мощность:

Р= Е* I=75*26,25*10=1,96 Вт

Рассчитываем коэффициент полезного действия:

η=( Р/ Р)*100%=(0,1852/1,96)*100%≈9,45%

Задача №2

Находим h-параметры в рабочей точке, которая определена в задаче №1. На входных характеристиках задаемся приращением тока базы ΔI=50=100 мкА относительно рабочей точки I=250 мкА

Рисунок 2.1

Соответствующее приращение напряжения база-эмиттер составит ΔU. Тогда входное сопротивление

h===300 Ом

Задаемся приращением тока базы на выходных характеристиках

(рисунок 2.2) ΔI=50мкА=100 мкА, соответствующее приращение тока коллектора составит ΔI=10,6 мА.

Рисунок 2.2.

Коэффициент передачи тока базы составит

h== = 106.

Определяем входную проводимость. Для этого около рабочей точки задаемся приращением напряжения коллектор-эмиттер ΔU=4 В

(рисунок 2.3). Соответствующее приращение тока коллектора составит

1,25 мА.

h==0,31*10

Задача №3

Дано: f=100 МГц, |H|=3,0 τ=60 пс.

Определяем предельную частоту для схемы с общим эмиттером:

f≈≈≈2,83 Мгц

определяем предельную частоту для схемы с общей базой:

f= f*(h+1)=2,83*(106+1)=302,81 МГц

Граничная частота f= f*h=1,22*45≈300 МГц

Коэффициент передачи тока базы:

h===0,99

Определяем максимальную частоту генерации:

f===460 МГц

Рассчитываем контрольные точки и строим зависимости F(f)= и F(f)= .

|H |=

Таблица 3.1.

f, МГц	1	2	5	10	20	50	100
|H|	99,94	86,6	52,5	28,86	14,85	5,99	2,99
	0,94	0,82	0,49	0,27	0,14	0,05	0,02

|H |=

Таблица 3.2.

f, МГц	1	10	50	100	200	500	1000	2000	5000
|H|	0,98	0,98	0,97	0,94	0,82	0,51	0,28	0,14	0,05
	0,98	0,98	0,97	0,94	0,82	0,51	0,28	0,14	0,05

Строим графики, по оси X – частота в логарифмическом масштабе, а коэффициенты передачи тока в относительных единицах в линейном масштабе, по оси Y (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1

Задача №4

Полевой транзистор КП903К, напряжение сток-исток U =10 B, U=8 В. По выходным характеристикам полевого транзистора построить передаточную характеристику при указанном напряжении стока. Определить дифференциальные параметры полевого транзистора и построить их зависимость от напряжения на затворе.

Для построения характеристики прямой передачи определяем ток стока при U_ЗИ=0 В, … 8В (рисунок 4.1). Результаты заносим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

U,В	0	1	2	3	4	5	6	7	8
I,А	0,408	0,315	0,235	0,163	0,104	0,060	0,025	0	0

Рисунок 4.1.

По полученным результатам строим характеристику прямой передачи (рисунок 4.2):

Рисунок 4.2.

Определяем токи I^’ _С=408 мА и I^’’ _С=315 мА при напряжениях U^’ _ЗИ=0 В и

U^’’ _ЗИ=1 В соответственно. Затем вычисляем крутизну:

мА/В

Аналогично проделываем эту операцию для U_ЗИ=1,5 В; 2,5 В и т.д. Результаты вычислений заносим в таблицу 4.2 и строим график (рисунок 4.4).

Таблица 4.2.

U,В	0, 5	1,5	2,5	3,5	4,5	5,5	7	8
S, мА/В	93	80	72	59	44	35	25	0

Для определения выходного сопротивления R задаемся приращением U=2 В относительно напряжения U =10 B.

Рисунок 4.3

Определяем приращение тока стока при напряжении на затворе U_зи=0 В, вычисляем значение . Результат заносим в таблицу 4.3. Аналогично проделываем для U_ЗИ=1 В; 2,0 В и т.д. Строим зависимость R_i=F(U_ЗИ) (рисунок 4.4).

Таблица 4.3

UЗИ, В	0	1	2	3	4	5	6
ΔIC, мА	11,5	10,3	6,3	3,8	1,8	1,3	0,8
Ri, кОм	0,3478	0,3883	0,6349	1,0526	2,2222	3,0769	5
S, мА/В	96	86	76	65	51	39	30
μ	32,64	32,68	48,25	68,25	112,2	119,7	150

Из рисунка 4.4 определяем значение крутизны для тех же величин, что и Ri. Результат заносим в таблицу 4.3. Определяем коэффициент усиления транзистора µ=S*Ri. Результат заносим в таблицу 4.3 и строим зависимость (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4