- •Федеральное агентство связи
- •Общие указания
- •Общие указания по оформлению домашних работ
- •Содержание
- •Задача 1
- •Расчёт параметров транзисторов
- •Список использованных источников
- •Вах выпрямительных диодов
- •Вольт-амперные характеристики(вах) биполярных транзисторов
- •Приложение в (справочное) Вольт-амперные характеристики полевых транзисторов
Содержание
Контрольные задания………………………………………………………….3
Задача 1. Расчёт параметров диодов………………………………………6
Задача 2. Расчёт параметров биполярных и полевых транзисторов по ВАХ……………………………………………………………………..10
Задача 3. Расчёт резисторного каскада на полевом транзисторе………………………………………………………………...13
Задача 4. Расчёт двухтактного бестрансформаторного каскада……………………………………………………………………...16
Задача 5. Расчёт дифференциального усилителя……………………21
Приложение А Вольт-амперные характеристики диодов……...…………………………………………………………………..25
Приложение Б Вольт-амперные характеристики биполярных
транзисторов…………………………………………………………………..28
Приложение В Вольт-амперные характеристики полевых транзисторов...32
Приложение Г Условное графическое обозначение элементов…………...34
Список использованных источников………………………………………...35
Задача 1
Приведите вольт-амперную характеристику (ВАХ) выпрямительного диода в соответствии с заданным вариантом и определите по ней основные параметры.
Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные для расчёта
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Тип диода |
Д7Б |
Д2Б |
Д10Б |
Д219А |
Д206 |
Д11 |
Д202 |
Д12А |
Д20 |
Д242 |
Методические рекомендации
по решению задачи 1
Перед выполнением задания изучите материал [2], с. 41 – 59.
1.1Приводим ВАХ выпрямительного диода в соответствии с заданием из приложения А на рисунке 1.

Рисунок 1 – ВАХ выпрямительного диода
1.2Определим крутизну


1.3Внутреннее сопротивление переменному току


1.4Сопротивление постоянному току


1.5Сопротивление диода при обратном включении


1.6Коэффициент выпрямления

при Uпр = Uобр = 1 В

2.Приведите вольт-амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона в соответствии с заданным вариантом, и определите по ней основные параметры.
Исходные данные приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Исходные данные для расчёта
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Тип стабилитрона |
Д811 |
Д814Д |
Д815Ж |
Д 817Г |
Д 818В |
КС 156А |
КС 168А |
КС 213Б |
КС 211Д |
КС 456А |
2.1Приводим ВАХ стабилитрона в соответствии с заданием из приложения А на рисунке 2.

Рисунок 2 – ВАХ стабилитрона
2.2Напряжение стабилизации (соответствует среднему току стабилизации)

2.3Максимальный ток стабилизации

2.4Минимальный ток стабилизации

2.5Дифференциальное сопротивление


2.6Сопротивление постоянному току


2.7Температурный коэффициент напряжения


Принимаем
.
Задача 2
Расчёт параметров транзисторов
1.Приведите вольт-амперные характеристики (ВАХ) биполярного транзистора в соответствии с заданным вариантом и определите по ним h-параметры.
Исходные данные приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Исходные данные для расчёта
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Тип транзистора |
КТ 814Г |
КТ 816Б |
КТ 818А |
КТ 502А |
ГТ 404А |
КТ 503А |
КТ 808А |
КТ 805А |
КТ 604Б |
ГТ 806 |
Методические рекомендации
по решению задачи 2
Перед выполнением задания изучите материал [2], с. 60 – 119.
1.1Приводим ВАХ биполярного транзистора (входные и выходные) в соответствии с заданием из приложения Б на рисунке 3.

Рисунок 3 – ВАХ биполярного транзистора: а) входные ВАХ;
б) выходные ВАХ
1.2Входное дифференциальное сопротивление транзистора:


1.3Коэффициент обратной связи по напряжению:


1.4Коэффициент усиления по току:


1.5Выходная проводимость:


2.Приведите вольт-амперные характеристики (ВАХ) полевого транзистора в соответствии с заданным вариантом и определите по ним основные параметры.
Исходные данные приведены в таблице 4
Таблица 4 – Исходные данные для расчёта
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Тип транзистора |
КП 103И |
КП 103К |
КП 103Л |
КП 103М |
КП 201Е |
КП 201И |
КП 201К |
КП 201Л |
КП 302А |
КП 302Б |
2.1Приводим выходные ВАХ полевого транзистора в соответствии с заданием из приложения В на рисунке 4.

Рисунок 4 – ВАХ полевого транзистора
Определим крутизну:


2.3Выходное сопротивление:


2.4Входное сопротивление:

2.5Статический коэффициент усиления:


Задача 3
Расчёт резисторного каскада на полевом транзисторе
Рассчитайте резисторный каскад предварительного усиления гармонических сигналов на полевом транзисторе. Транзистор включён по схеме с общим истоком.
Ответ должен содержать:
а)принципиальную. схему каскада;
б)расчёт режима работы транзистора по постоянному току;
в)расчёт элементов схемы;
г)расчёт коэффициентов усиления каскада и коэффициента частотных искажений.
Исходные данные приведены в таблице 5
Таблица 5 – Исходные данные для расчёта
|
Вариант |
Тип транзистора |
Рекомендуе-мые данные режима работы |
Напряже-ние на входе следую-щего каскада Uвх.сл,В |
Нижняя частота рабочего диапазо-на fн,Гц |
Верхняя частота рабочего диапазо-на fв,кГц |
Емкость,на- гружающая каскад C0,пф |
Крутизна S | ||||||
|
Uзи0,В |
Uси0,В | ||||||||||||
|
1 |
КП302Б |
-1 |
10 |
0,7 |
70 |
1000 |
40 |
5 | |||||
|
2 |
КП103Л |
2 |
6 |
0,4 |
40 |
800 |
75 |
3 | |||||
|
3 |
КП201К |
0,5 |
6 |
0,6 |
60 |
900 |
80 |
1,4 | |||||
|
4 |
КП302А |
-0,5 |
10 |
0,5 |
50 |
500 |
50 |
5 | |||||
|
5 |
КП201И |
0,4 |
6 |
0,3 |
80 |
750 |
30 |
0,8 | |||||
|
6 |
КП103И |
0,5 |
7 |
0,45 |
50 |
600 |
35 |
2 | |||||
|
7 |
КП103К |
0,1 |
8 |
0,55 |
70 |
700 |
45 |
2,5 | |||||
|
8 |
КП103М |
1 |
6 |
0,35 |
60 |
900 |
65 |
3,5 | |||||
|
9 |
КП201Е |
-0,2 |
5 |
0,5 |
30 |
850 |
55 |
0,4 | |||||
|
10 |
КП201Л |
0,5 |
7 |
0,5 |
40 |
950 |
70 |
1,8 | |||||
Принципиальная схема каскада приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Принципиальная схема резисторного каскада
Методические рекомендации
по решению задачи 3
Перед выполнением задания изучите материал [2], с. 297 – 310.
1 Приводим принципиальную схему каскада ( рисунок 5).
2 Запишем исходные данные в соответствии со своим вариантом
3 Произведём расчёт резисторного каскада:
3.1 Напряжение источника питания

3.2 По стоковым характеристикам транзистора из приложения Б определим Ic0 по заданным Ucи0 и Uзи0

3.3 Сопротивление в истоковой цепи

Принимаем
стандартное значение

3.4 Сопротивление нагрузки в цепи стока

Принимаем
стандартное значение

3.5 Сопротивление развязывающего фильтра

где
![]()
Принимаем
стандартное значение

3.6 Ёмкость разделительного конденсатора

Принимаем стандартное значение Ср
3.7 Ёмкость блокировочного конденсатора

Принимаем стандартное значение Си
3.8 Ёмкость фильтра принимаем равной Си , СФ = Си
3.9 Сопротивление на затворе Rз принимаем от 300 до 500 кОм и определяем падение напряжения на этом сопротивлении

где
-
постоянный
ток затвора, принимаем равным 1 нА.
3.10 Коэффициент усиления на средних частотах

3.11 Коэффициент частотных искажений в области верхних частот

Задача 4
Расчёт двухтактного бестрансформаторного каскада.
Рассчитайте двух тактный бестрансформаторный каскад мощного усиления гармонических сигналов на комплементарной паре транзисторов. Транзисторы включены по схеме с общим коллектором.
Ответ должен содержать:
а)принципиальную. схему каскада;
б)расчёт отдаваемой каскадом мощности и входной мощности сигнала;
в)расчёт элементов схемы;
г)расчёт оптимального режима работы транзистора
Исходные данные для расчёта приведены в таблице 6
Таблица 6 – Исходные данные для расчёта
|
Номер варианта |
Типы транзисторов |
Мощность сигнала Рн, Вт |
Сопротивление нагрузки Rн, Ом |
Напряжение источника Е, В |
|
1 |
КТ814Г, КТ815Г |
10 |
15 |
40 |
|
2 |
КТ818В, КТ 819В |
20 |
8 |
42 |
|
3 |
КТ816Б, КТ817Б |
23 |
10 |
48 |
|
4 |
КТ814В, КТ815В |
20 |
18 |
60 |
|
5 |
КТ818А, КТ819А |
35 |
8 |
56 |
|
6 |
КТ818Г, КТ819Г |
25 |
10 |
50 |
|
7 |
КТ816А, КТ817А |
16 |
14 |
46 |
|
8 |
КТ814Г, КТ815Г |
10 |
12 |
38 |
|
9 |
КТ816Г, КТ817Г |
8 |
11 |
30 |
|
10 |
КТ818Б, КТ819Б |
50 |
7 |
60 |
Принципиальная схема каскада приведена на рисунке 6

Рисунок 6 – Принципиальная схема двухтактного каскада.
Методические рекомендации
по решению задачи 4
Изучите материал по учебнику [2] с. 330 – 335.
1 Приводим схему заданного каскада (рисунок 6)
2 Приводим выходные и входную характеристики заданного транзистора из приложения Б.


а б
Рисунок 7 – Выходные (а) и входная (б) характеристики транзисторов
3 Произведём расчёт бестрансформаторного каскада:
3.1 Мощность, которую должны обеспечить транзисторы обоих плеч каскада с учётом потерь в цепях эмиттеров

3.2 Максимальный ток коллектора

3.3 Напряжение в точке покоя

3.4 Коллекторный ток при Uкэ=0

3.5 Построим нагрузочную прямую по двум точкам (см. рисунок 7):
А –
,
В –


. Определим из построений: Uост =
3.6 Амплитуда выходного напряжения

3.7 Отдаваемая каскадом мощность


3.8 Допустимый ток коллектора в точке покоя

3.9 Определим из построений (рисунок 6.2) Iбmax= и Iб0 = , затем отметим их на входной характеристике.
3.10 По входной характеристике определим Uбэ0= ; U бэmax = .
3.11 Амплитуда тока входного сигнала для одного плеча

3.12 Амплитуда напряжения входного сигнала

3.13 Выпишем значения параметров, определяющие режим работы транзисторов:
Uкэ0 =
Iк0 =
Uбэ0 =
Iб0 =
3.14 Сопротивление резисторов эмиттерной стабилизации
R2
= R3
= 0,05·Rн

3.15 Мощность, рассеиваемая на этих резисторах

3.16 Амплитуда входного напряжения с учётом того, что транзисторы включены по схеме с общим коллектором. Расчёт ведём для одного плеча.

3.17 Входная мощность сигнала для одного плеча

3.18 Входное сопротивление плеча

3.19 Ёмкость разделительного конденсатора

где fн – нижняя предельная частота усиления, принимаем fн = 50 Гц;
R’н
– эквивалентное сопротивление нагрузки
с учётом выходного сопротивления
оконечного каскада, R’н
=(1,2…1,3) ·Rн
.
Принимаем
стандартное значение
C
3.20 Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора


Задача 5
Расчёт дифференциального усилителя.
Рассчитайте дифференциальный усилитель малых сигналов на операционном усилителе.
Ответ должен содержать:
а)принципиальную. схему каскада;
б) справочные данные заданного ОУ;
в)расчёт элементов схемы;
г)расчёт допустимой точности используемых в схеме резисторов.
.
Исходные данные для расчёта приведены в таблице 7
Таблица 7 – Исходные данные для расчёта
|
Ва-ри-ант |
Тип ОУ |
Коэффициент усиления сигнала Kuд |
Амплитуда входного сигнала Uвхm, мВ |
Диапазон температур среды
|
Внутреннее сопротивление источника сигнала Ro, Ом |
Входная ёмкость ОУ, пФ |
|
1 |
К140УД1А |
200 |
10 |
50 |
4 |
5 |
|
2 |
К140УД2А |
300 |
20 |
40 |
8 |
10 |
|
3 |
К140УД6 |
400 |
30 |
30 |
12 |
5 |
|
4 |
К140УД7 |
500 |
40 |
50 |
16 |
10 |
|
5 |
К140УД8А |
600 |
50 |
40 |
4 |
5 |
|
6 |
К140УД8Б |
200 |
10 |
30 |
8 |
10 |
|
7 |
К140УД9 |
300 |
20 |
50 |
12 |
5 |
|
8 |
К140УД11 |
400 |
30 |
40 |
16 |
10 |
|
9 |
К153УД1А |
500 |
40 |
30 |
4 |
5 |
|
10 |
К153УД2 |
600 |
50 |
50 |
8 |
10 |
Схема дифференциального усилителя малых сигналов приведена на рисунке 8

Рисунок 8 – Принципиальная схема дифференциального усилителя малых сигналов
Основные параметры операционных усилителей представлены
в таблице 8.
Таблица 8 – Основные параметры операционных усилителей
|
Тип ОУ |
Uип ном, В |
Uвх max, В |
Uвых max, В |
Iвх, мкА ≤ |
Ку ≥ |
Uсм, мВ, ≤ |
∆Iвх, нА, ≤ |
Косс, дБ ≥ |
ƒ1, МГц, ≥ |
мкВ/ |
|
К140УД1А |
±6,3 |
±1,2 |
±2,8 |
7 |
500 |
9 |
2800 |
60 |
5 |
20 |
|
К140УД2А |
±12,6 |
±4 |
±10 |
0,7 |
35000 |
5 |
260 |
80 |
2 |
2 |
|
К140УД6 |
±15 |
±15 |
±11 |
0,1 |
30000 |
10 |
25 |
70 |
1 |
20 |
|
К140УД7 |
±15 |
±12 |
±10,5 |
0,4 |
30000 |
9 |
200 |
70 |
0,8 |
50 |
|
К140УД8А |
±15 |
±10 |
±10 |
0,0002 |
50000 |
20 |
0,1 |
64 |
1 |
50 |
|
К140УД8Б |
±15 |
±10 |
±10 |
0,0002 |
20000 |
30 |
0,5 |
64 |
1 |
50 |
|
К140УД9 |
±12,6 |
±4 |
±10 |
0,35 |
35000 |
5 |
100 |
80 |
5 |
20 |
|
К140УД11 |
±15 |
±15 |
±12 |
0,5 |
25000 |
10 |
200 |
70 |
5 |
11 |
|
К153УД1А |
±15 |
±5 |
±10 |
1,5 |
15000 |
7,5 |
500 |
65 |
1 |
20 |
|
К153УД2 |
±15 |
±15 |
±10 |
1,5 |
20000 |
10 |
500 |
65 |
1 |
20 |
Методические рекомендации
по решению задачи 5
Изучите материал по учебнику [2] с336 – 344.
1 Приведём исходные данные в соответствии со своим вариантом
2 Начертим схему рассчитываемого каскада,
3 Выпишем справочные данные заданного ОУ,
4 Рассчитаем схему дифференциального усилителя:
Условие баланса схемы: R1=R2, R3=R4
4.1 Коэффициент усиления дифференциального сигнала

4.2 .Входное сопротивление схемы


4.3 Сопротивление резистора

Принимаем стандартное R1=R2=
4.4 Сопротивления резисторов

Принимаем стандартное R3=R4=
4.5
Допустимую погрешность баланса
определим
из формулы
Косс
= - 20lg

,
где
2
– допустимая
погрешность двух сопротивлений резисторов
4.6
Допустимая погрешность сопротивлений
резисторов
=
/
2
4.7 Напряжение выходного сигнала


4.8 Ёмкость конденсатора C1 выберем равной входной ёмкости ОУ, для подавления переходных процессов при скачкообразном изменении входного сигнала
C1=
4.9 Температурный дрейф ОУ, приведённый ко входу составляет
Uдр
= (
Uсм/
T)
T
4.10 С2 и С3 являются конденсаторами фильтра источника питания, принимаем в мкФ.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Вольт-амперные характеристики(ВАХ) диодов

T,

Uсм/
T,