лабораторные работы / характеристики транзистора / Расчет УНЧ
.2.DOCБАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ
ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Лабораторная работа №2
по дисциплине
Электроника
Характеристики транзистора.
Расчет УНЧ.
Выполнили ст. гр. УИТ-22
Принял преподаватель
“_____” ___________2005г
2005г.
Цель работы: Изучение принципов работы транзистора, исследование его входных и выходных характеристик и определение по результатам эксперимента основных параметров h11, h21, h22. Требуется рассчитать УНЧ на основе биполярного транзистора графо-аналитическим методом с использованием коэффициента усиления и h-параметров.
Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Особенность транзистора состоит в том, что между его электронно-дырочными переходами существует взаимодействие – ток одного из переходов может управлять током другого.
З
+
R
Uпит
1
IК
IБ R3
Т1
R2
UК
-
R1=8кОм, R2=1,5 кОм, R3=330 Ом, Т1 – МП37А, Uпит=10 В
При проведении опыта был использован германиевый транзистор с n-p-n переходом типа МП 37A. Из справочника взяты данные:
Pk max=150мВт, IK max=20 mA (150мА), h21э=15…30 (5В, 1мА)
Задание №1. Построение вольт-амперных характеристик
Входные вольт-амперные характеристики:
|
Uk=0 B |
Uk=1,5 B |
Uk=3 B |
Uk=4 B |
Uk=7B |
|||||
|
Uб B |
Iб мкА |
Uб B |
Iб мкА |
Uб B |
Iб мкА |
Uб B |
Iб мкА |
Uб B |
Iб мкА |
|
0,10 |
- 3 |
0,10 |
- 3 |
0,10 |
- 3 |
0,10 |
- 3 |
0,10 |
- 3 |
|
0,11 |
8 |
0,11 |
5 |
0,11 |
3 |
0,11 |
2 |
0,11 |
1 |
|
0,12 |
19 |
0,12 |
10 |
0,12 |
6 |
0,12 |
4 |
0,12 |
2 |
|
0,13 |
30 |
0,13 |
16 |
0,13 |
10 |
0,13 |
7 |
0,13 |
3 |
|
0,14 |
41 |
0,14 |
23 |
0,14 |
17 |
0,14 |
10 |
0,14 |
4 |
|
0,15 |
53 |
0,15 |
32 |
0,15 |
23 |
0,15 |
14 |
0,15 |
7 |
|
0,16 |
66 |
0,16 |
43 |
0,16 |
29 |
0,16 |
19 |
0,16 |
10 |
|
0,17 |
78 |
0,17 |
51 |
0,17 |
36 |
0,17 |
24 |
0,17 |
13 |
|
0,18 |
93 |
0,18 |
63 |
0,18 |
44 |
0,18 |
31 |
0,18 |
19 |
|
0,19 |
113 |
0,19 |
76 |
0,19 |
53 |
0,19 |
40 |
0,19 |
24 |
Выходные вольт-амперные характеристики:
|
Iб= 0 мкА |
Iб= 15 мкА |
Iб=25 мкА |
Iб=50 мкА |
Iб=100 мкА |
|||||
|
Uк, B |
Iк, mA |
Uк, B |
Iк, mA |
Uк, B |
Iк, mA |
Uк, B |
Iк, mA |
Uк, B |
Iк, mA |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,17 |
0,2 |
0,55 |
0,2 |
1,16 |
0,2 |
2,65 |
|
0,5 |
0,2 |
0,5 |
1,44 |
0,5 |
2,69 |
0,5 |
3,94 |
0,5 |
6,56 |
|
1 |
0,4 |
1 |
3,68 |
1 |
5,84 |
1 |
9,6 |
1 |
11,75 |
|
2 |
0,75 |
2 |
5,6 |
2 |
10,2 |
2 |
14,4 |
2 |
15,55 |
|
3 |
0,75 |
3 |
5,91 |
3 |
11,6 |
3 |
14,96 |
3 |
16,2 |
|
4 |
0,75 |
4 |
6,1 |
4 |
11,94 |
4 |
15,2 |
4 |
16,34 |
|
5 |
0,75 |
5 |
6,2 |
5 |
12 |
5 |
15,4 |
5 |
16,4 |
|
6 |
0,75 |
6 |
6,37 |
6 |
12,14 |
6 |
15,49 |
6 |
16,54 |
|
7 |
0,75 |
7 |
6,5 |
7 |
12,27 |
7 |
15,8 |
7 |
16,87 |
|
8 |
0,8 |
8 |
6,5 |
8 |
12,53 |
8 |
15,95 |
8 |
17,2 |
|
9 |
0,9 |
9 |
6,6 |
9 |
12,73 |
9 |
16,08 |
9 |
17,46 |
Проверим, не выходят ли за границу максимальной рассеиваемой мощности для коллектора максимальные значения тока и напряжения: P’max=9В * 17,46 мА=157,14 мВт>Pmax K, , значит это значение отсекается и не участвует в расчете.
Pmax k
Характеристики усиления по току:
|
Uk=2В |
Uk=5В |
Uk=8В |
|||
|
Iб мkА |
Iк мА |
Iб мkА |
Iк мА |
Iб мkА |
Iк мА |
|
42 |
14,11 |
37 |
14,93 |
39 |
15,6 |
|
57 |
14,47 |
56 |
15,3 |
59,1 |
16,2 |
|
83 |
14,84 |
83 |
15,8 |
97 |
16,85 |
|
117 |
14,98 |
117 |
16,08 |
120 |
17 |
Задание №2. Определение h-параметров.
h11= ΔUб/ ΔIб=0.01В/6,96мкА=1437 Ом – входное сопротивление
|
Iб мкА среднее |
ΔIб мкА |
ΔUб,В |
h11, Ом |
|
3,96 |
6,96 |
0,01 |
1436,782 |
|
8,26 |
4,3 |
0,01 |
2325,581 |
|
13,24 |
4,98 |
0,01 |
2008,032 |
|
18,9 |
5,66 |
0,01 |
1766,784 |
|
25,68 |
6,78 |
0,01 |
1474,926 |
|
33,28 |
7,6 |
0,01 |
1473,684 |
|
40,28 |
7 |
0,01 |
1257,143 |
|
49,92 |
9,64 |
0,01 |
1037,344 |
|
61,22 |
11,3 |
0,01 |
884,9558 |
В итоге среднее значение: h11 (ср. знач.)= 1518,36 Ом
h22= ΔIк/ ΔUк=2,525*10-3 А/0.3 В=0,0084 См – выходная проводимость
|
Ik,mA среднее |
ΔIk,mA |
ΔUk, V |
h22, См |
|
3,6575 |
2,525 |
0,3 |
0,00841667 |
|
7,7175 |
4,06 |
0,5 |
0,00812000 |
|
11,4375 |
3,72 |
1 |
0,00372000 |
|
12,1675 |
0,73 |
1 |
0,00073000 |
|
12,395 |
0,2275 |
1 |
0,00022750 |
|
12,5 |
0,105 |
1 |
0,00010500 |
|
12,635 |
0,135 |
1 |
0,00013500 |
|
12,86 |
0,225 |
1 |
0,00022500 |
|
13,045 |
0,185 |
1 |
0,00018500 |
|
13,2175 |
0,1725 |
1 |
0,00017250 |
В итоге среднее значение: h22 (ср. знач.)= 0,0022 См
h21= ΔIк/ ΔIб =0,51*10-3 A/30,30*10-6 A=16,72– коэффициент усиления по току
|
Ik, мА средн |
Iб, мкА средн |
ΔIk, mA |
ΔIб, mkA |
h21 |
|
15,32 |
57,37 |
0,44 |
18,03 |
24,5841 |
|
15,83 |
87,67 |
0,51 |
30,30 |
16,72167 |
|
16,02 |
118,00 |
0,19 |
30,33 |
6,263736 |
В итоге среднее значение: h21 (ср. знач.)= 15,86
Полученный результат соответствует значению из справочника (15…30), что свидетельствует о правильности решения.
Вывод: проведя ряд практических исследований с биполярным транзистором, мы смогли построить входные и выходные вольт-амперные характеристики. На основе полученных данных мы рассчитали соответствующие h-параметры, которые близки по значению к научно полученным параметрам для данного типа транзистора.
Задание №3.Расчет УНЧ Ворожко С. УИТ-22
|
ku |
RH |
Ik max |
|
10 |
957,5624 |
10,44318 |
;
для нагрузочной линии: 1)Ik=0,
Uk=UИ.П.
2)Uk=0, Ik=UИ.П./RH, где Uип=10 В.
