Некоммерческое акционерное общество алматинский университет энергетики и связи

 

Кафедра ЭЛЕКТРОНИКИ

 

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

 

Методические указания к выполнению расчетно-графических работ

 

Алматы 2013

Выполнение РГР позволяет студентам применить теоретические знания при выборе элементной базы и выполнении расчетов электронных схем.

 Дисциплина базируется на курсах физики, высшей математики, теории электрических цепей.

Данные методические указания содержат задания к двум расчетно-графическим работам и примеры решения задач на темы: проводимость полупроводников, полупроводниковые диоды, расчет выпрямительных цепей, расчет параметрических стабилизаторов напряжения, графоаналитический расчет транзисторного усилителя.

При выполнении РГР необходимо:

­         выбрать свой вариант в соответствии с двумя последними цифрами номера зачетной книжки;

­         номер варианта, группа, фамилия и инициалы студента должны быть указаны на титульном листе;

­         текст задания должен быть переписан без сокращений в пояснительную записку РГР;

­         в пояснительной записке необходимо приводить не только расчетные формулы, соответствующие единицы измерения и конечные результаты, но и пояснения и необходимые промежуточные вычисления;

­         все текстовые и графические материалы должны соответствовать фирменному стандарту [1], содержать титульный лист, задание, основную часть – решение задач и литературу.

2 Задания к расчетно-графическим работам

2.1 Задание к ргр №1

Задача №1

Найти контактную разность потенциалов  для р-n перехода при заданной температуре Т и собственной концентрации носителей в полупроводнике - n_i (см. таблицу 2.1). Концентрация акцепторной примеси – N_а атом/см³ и концентрация донорной примеси N_д атом/см³ приведены в таблице 2.2.

Последняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Т,оС	20	25	27	18	21	19	30	28	22	25
ni	2∙1014	2∙1013	3∙1014	5∙1013	4∙1014	3∙1014	4∙1013	5∙1015	3∙1013	4∙1013

Т а б л и ц а 2.1

 

 

 

Т а б л и ц а 2.2  

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Nд	2∙1015	3∙1015	6∙1015	4∙1016	5∙1016	7∙1016	5∙1016	3∙1016	3∙1015	4∙1016
Na	2∙1018	2∙1018	2∙1017	2∙1018	3∙1019	8∙1017	6∙1017	2∙1018	5∙1017	2∙1018

 

 

 

 

Задача №2

Обратный ток диода при температуре Т равен I_0. (см. таблицу 2.3). Определить сопротивление полупроводникового диода постоянному току и его дифференциальное сопротивление при прямом напряжении U_пр (см. таблицу 2.4).

 

Т а б л и ц а  2.3

Последняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
I0, мкА	1,8	1,5	2,5	1,5	3,5	1,0	2,0	2,5	3	1,5
T, K	300	297	293	295	298	302	296	299	300	301

 

 

Т а б л и ц а 2.4

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Uпр,мВ	250	380	200	350	200	250	350	400	240	150

 

Задача №3

Рассчитать и нарисовать простейшую схему выпрямителя без сглаживающего фильтра для выпрямления синусоидального напряжения с действующим напряжением U (см. таблицу 2.5), используя диоды с максимально допустимым обратным напряжением U_{обр.мах} при максимальной рабочей температуре и  обратным током при максимально допустимой температуре(см. таблицу 2.6).

Т а б л и ц а 2.5

Последняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
U,В	500	600	550	720	650	400	450	650	520	680

 

Т а б л и ц а 2.6

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Uобр.мах, В	150	280	200	150	200	250	320	200	140	120
, мкА	250	280	260	230	280	300	300	250	200	220

 

Задача №4

Составить и рассчитать выпрямительную цепь, позволяющую получить выпрямленный ток I_выпр (см. таблицу 2.7), если максимально допустимое значение  прямого тока одного диода при максимальной температуре I_выпр.max и прямое среднее напряжение U_пр.ср, В (см. таблицу2.8). 

 

Т а б л и ц а 2.7

Последняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Iвыпр, мА	380	540	500	400	480	450	420	500	550	520

 

Т а б л и ц а 2.8

 

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Iвыпр.max, мА	150	180	200	150	200	250	160	200	140	120
Uпр.ср, В	0,8	1,0	0,9	0,7	1,0	1,0	0,8	0,8	0,9	0,7

 

 

Задача №5

В схеме параметрического стабилизатора напряжения сопротивление нагрузки R_н. Данные стабилитрона: U_ст ‑ напряжение стабилизации, I_{ст.макс.}‑ максимальный ток стабилизации, I_{стмин .}‑ минимальный ток стабилизации (см. таблицу 2.9). Входное напряжение изменяется от U_вхмин. до U_{вхмакс.} (см. таблицу 2.10). Привести схему стабилизатора, вольтамперную характеристику стабилитрона и линию нагрузки на ней. Найти  балластное сопротивление R_б. Определить будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения U_вх._.

 

Т а б л и ц а 2.9

Последняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Rн,кОм	0,6	1	1	0,8	1,5	1,5	2	2	3	2,5
Uст,В	8	5	6	6,5	7	8	6,8	9	10	5
Iстмин,мА	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,5	0,5	0,6	0,8	0.5
Iстмакс,мА	2,5	1,5	3	3,2	3,1	2,5	3	2,8	2,9	3.2

 

 

Т а б л и ц а 2.10

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Uвх.мин,В	9	7	8	10	10	10	10	12	12	8
Uвх.мах,В	20	17	18	20	22	22	20	24	23	15

 

Задача №6

Температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона      α_н, %/ ^оС, напряжение стабилизации при 20⁰С – U_ст, В (см. таблицу 2.11). Определить каким будет его напряжение стабилизации  при температуре Т,⁰С (см. таблицу 2.12).

Т а б л и ц а 2.11

Последняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
αн, %/ оС	0,02	0,03	0,01	0,05	0,04	0,04	0,05	0,03	0,02	0,03
Uст,В	10	9	8	8	6,2	5,6	10	15	12	5,6

Т а б л и ц а 2.12

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Т,0С	40	50	60	70	50	70	60	60	60	70