Содержание:

Содержание: 2

Задание 1 3

Задание 2 5

Задание 3 6

Задание 4 9

Задание 5 10

Задание 6 12

Задание 7 13

Список использованной литературы: 15

Задание 1

Рассчитать и построить ВАХ идеализированного кремниевого диода в пределах измерения напряжения от -5 до +0,7В при Т=300К и обратном токе насыщения, равном I₀. Значения теплового потенциала при Т=300К принять равным 0,026В.

Определить дифференциальное и статическое сопротивление R₀ диода для заданного значения U_пр. Величины I₀, U_пр для шифра 20: I₀ = 1,0 нА, U_пр = 0,3 В.

Расчет ВАХ проведем в соответствии с выражением :

Для прямой ветви (U> 0):

Uпр, В	0	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35
Iпр, А	0	5,85×10-9	4,58×10-8	3,2×10-7	2,2×10-6	1.5×10-5	0,1×10-3	0,7×10-3

Для обратной ветви (U< 0):

Uобр, В	0	-0,05	-0,1	-0,2	-0,5	-1
Iобр, А	0	-8,5×10-10	-9,8×10-10	-1×10-9	-1×10-9	-1×10-9

Так как в масштабе U[-5;0,7] линия значения тока резко уходит вверх на довольно большие значения, уменьшим масштаб до U[-0,8;0,4] для обеспечения возможности определения дифференциального сопротивления диода в точке U_пр = 0,3 В.

Рис. 1

График построенной ВАХ диода представлен на рис.1.

Для определения дифференциального сопротивления диода в заданной точке U_пр = 0,3В, выберем на ветви характеристики рабочую точку А, соответствующую данному значению прямого напряжения. Зададим приращение ∆U= 0,04 В. При этом, приращение тока будет составлять:

∆I= 0,45∙10^-3А; (1)

Таким образом, дифференциальное сопротивление диода равно:

Ом; (2)

Статическое сопротивление диода в рабочей точке А:

Ом; (3)

Таким образом, условие, при котором R₀>r_диф выполняется.

Задание 2

Стабилитрон подключен для стабилизации напряжения параллельно резистору нагрузки R_H. Параметры стабилитрона для шифра 20: U_ст = 10 В, I_ст.min = 1 мА, I_ст.max = 20 мА. Сопротивление нагрузкиR_H = 1,5 кОм. Определить сопротивление ограничивающего резистора R_огр, если входное напряжение U_вх изменяется от U_вхmin = 20 В до U_вхmax = 30 В. Определить, будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне входного напряжения U_вх.

Средний ток стабилитрона равен:

мА; (4)

Необходимая величина входного напряжения будет равна:

; (5)

Ток нагрузки:

А; (6)

Величина ограничивающего резистора находится из выражения:

, откуда

Ом; (7)

Определим границы допустимого диапазона изменения входного напряжения:

В;

В;

Таким образом, стабилизация осуществляется на всем диапазоне изменяемого входного напряжения.

Задание 3

Пользуясь справочными данными, привести семейство входных и выходных характеристик БТ с ОЭ. В качестве независимых переменных использовать входное и выходное напряжение. Тип транзистора для шифра 20: КТ603В. Пояснить поведение входных и выходных характеристик транзистора. По справочнику установить максимально допустимые параметры БТ: постоянный ток коллектора , напряжение коллектор-эмиттер , мощность, рассеиваемую коллектором транзистора . На семейство выходных характеристик нанести границы области допустимых режимов работы.

Задаться положением рабочей точки и, пользуясь характеристиками, рассчитать для нее значения h-параметров БТ. На основании полученных числовых значений параметров рассчитать параметры Т-образной эквивалентной схемы транзистора и изобразить ее.

Максимально допустимые параметры биполярного транзистора КТ603В:

мА;

В;

Вт;

Рис. 2

Из приведенных выше (рис. 2) входных характеристик транзистора видно, что при, оба перехода транзистора включаются в прямом направлении, а ток базы равен сумме базовых токов из-за одновременной инжекции дырок из эмиттера и коллектора. С ростом этот ток увеличивается, так как увеличивается инжекция в обоих переходах , соответственно растут потери на рекомбинацию, определяющие базовый ток.

Рис. 3

Крутые начальные участки выходных характеристик относятся к режиму насыщения, когда оба перехода включены в прямом направлении, а пологие участки соответствуют активному режиму.

На выходных характеристиках проведем линию , для чего продлим ось координат до значения мА (точкаБ’). Точкой Б будет являться точка на характеристике при напряжении В.

Данная кривая (Б’-Б, рис.3) ограничивает область работы транзистора, в которой обеспечивается безопасная его работа при отсутствии значительных искажений. Закрашенные области слева – режим насыщения, внизу – режим отсечки.

Зададим рабочую точку и рассчитаем для нее h-параметры.

Рабочую точку задаем на входных характеристиках транзистора на линейном их участке (точка А, рис. 3). Произведем приращения токов и напряжений и найдем параметры h11эи h12э:

; (8)

₍₉₎

В точке А’, соответствующей точке А на выходных характеристиках определим параметры h21эи h22э:

₍₁₀₎

₍₁₁₎

Рассчитаем параметры Т-образной эквивалентной схемы транзистора:

Рис. 4

Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода:

Ом; (12)

Далее:

Ом; (13)

; (14)

Ом; (15)

Задание 4

Рассчитать модуль и фазу коэффициента передачи по току БТ в схеме с ОЭ на частоте f. В качестве исходных данных использовать заданные для шифра 20 значения предельной частоты передачи по току в схеме с ОБ f_h21б = 15 МГц, статический коэффициент передачи по току в схеме с ОБ α = 0,98 и частоты f = 60 кГц.

Определим статический коэффициент передачи по току для включения с ОЭ:

₍₁₆₎

Предельная частота коэффициента передачи по току для включения с ОЭ:

кГц; (17)

Модуль коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

; (18)

Фаза коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

₍₁₉₎

Задание 5

Усилительный каскад выполнен на ПТ 2П302Б в схеме с ОИ. Рабочая точка задается напряжение питания U_ИП и параметрами для шифра 20:

R_C= 0,4 кОм, U_ЗИ = -1,0 В.

1. Нарисовать принципиальную схему усилителя;

2. На семействе статических ВАХ транзистора построить нагрузочную прямую и определить положение рабочей точки;

3. Для найденной рабочей точки определить сопротивление резистора в цепи истока R_Ии малосигнальные параметры S, R_i и µ.

4. Графоаналитическим методом определить параметры режима усиления K_U и Р_вых при амплитуде входного сигнала U_зиm = 0,25 В.

1. Принципиальная схема усилителя представлена на рис. 5:

Рис. 5

2. Зададим напряжение питания усилителя U_ИП = 12 В.

ТогдаА; (20)

Рис. 6

Построим нагрузочную прямую через точки [I_C= 27,5 мА, U_ИП = 0В] и [I_C=0 мА, U_ИП = 12 В] (рис. 6).

Рабочей точкой будет являться точка«О» на пересечении нагрузочной прямой и характеристики, соответствующей заданному значению В.

I_C0= 15мА; U_СИ0 = 5,2 В;

3. Сопротивление резистора в цепи истока находим по формуле:

Ом; (21)

Малосигнальные параметры:

; (22)

Ом; (23)

; (24)

4. Коэффициент усиления по напряжению:

₍₂₅₎

Выходная мощность:

Вт; (26)

Задание 6

Электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением луча имеет длину отклоняющихся пластин L₁, расстояние между пластинами d, расстояние от экрана до ближайшего к нему края пластин L₂. Напряжение на втором аноде равно U_a2, а постоянное напряжение между отклоняющимися пластинами равно U_откл. Значения параметров для шифра 20: U_a2 = 2,5кВ, U_откл = 45 В, L₁ = 22 мм, L₂ = 150 мм, d = 10 мм. Определить:

А) Чувствительность ЭЛТ;

Б) Отклонение электронного луча на экране от оси трубки;

В) Угол отклонения луча в точке выхода его из поля пластин.

Полное отклонение пятна на экране:

; (27)

Чувствительность ЭЛТ:

; (28)

Угол отклонения луча в точке выхода его из поля пластин:

; (29)

Задание 7

Фотодиод включен последовательно с источником питания и резистором R. Обратный ток насыщения затемненного фотодиода равен I₀.

Фототок диода в фотогальваническом режиме при коротком замыкании перехода составляет I_Ф1 при потоке световой энергии Ф₁; I_Ф2 при потоке световой энергии Ф₂; I_Ф3= 0 при потоке световой энергии Ф₃ = 0.

Определить напряжение холостого хода U_хх диода для Ф₁, Ф₂, Ф₃, а также значения Ф₁ и Ф₂ (лм), считая токовую чувствительность про монохроматическом световом потоке равной S_I = 1,5∙10^-2 мкА/лм.

Рассчитать и построить семейство ВАХ идеализированного фотодиода для световых потоков Ф₁, Ф₂, Ф₃ в диапазоне напряжений U от U_хх до -10В (считать, что ток не зависит от напряжения при запертом переходе; Т=300К).

Описать принцип работы, характеристики и параметры фотодиода. Значения для 20 шифра: R = 40 кОм; I₀ = 4 мкА; I_Ф1 = 30 мкА; I_Ф2 = 90 мкА.

Напряжение холостого хода фотодиода для Ф₁, Ф₂, Ф₃:

В;

В; (30)

В;

Потоки световой энергии Ф₁ и Ф₂:

лм; (31)

лм;

Построим ВАХ идеализированного фотодиода для световых потоков Ф₁, Ф₂, Ф₃ в диапазоне напряжений U от U_хх до -10В (рис. 7):

Зависимость I = f(U):

; (32)

Рис. 7

Из данных характеристик видим, что при увеличении светового потока растет обратная проводимость фотодиода. Прямая проводимость не зависит от светового потока.

Список использованной литературы:

1. Транзисторы для аппаратуры широкого применения (справочник); под ред. Б.Л. Перельмана – М: Радио и связь, 1981.

2. Булычев А.Л., Лямин П.М., Тулинов Е.С. Электронные приборы. – Мн. Выш. Шк. 1999

3. Ткаченко Ф.А. Техническая электроника: Уч. пособие, Мн.: Дизайн ПРО, 2000.

4. Электронные приборы / Под ред. Г.Г. Шишкина. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

5. Терехов В.А. Задачник по электронным приборам. – СПб.: Лань, 2003.

15