М И Н И СТ Е РСТ В О О Б РА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н ЫЙ У...
9 downloads
141 Views
257KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
М И Н И СТ Е РСТ В О О Б РА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н ЫЙ У Н И В Е РСИ Т Е Т
О СН О В Ы РА Д И О ЭЛЕ К Т РО Н И К И . РЕ Ш Е Н И Е ЗА Д А Ч П особие Специальность Ф из ика(010400)
В О РО Н Е Ж 2004
2
У тверж д енонауч но-м етод ич еским советом ф из ич ескогоф акультета ( от22.03.04 г. протокол № 3 )
Составители:
К оробоваА .Д . Сбитнев Ю .П .
П особиепод готовленонакафед реэ лектроники ф из ич ескогоф акультета В оронеж скогогосуд арственногоуниверситета. Реком енд уется д ля студ ентов 3 курса ф из ич ескогоф акультета специальность « Ф из ика»
3
О Б Щ И Е РЕ К О М Е Н Д А Ц И И П О РА СЧЕ Т У Ц Е П Е Й , СО Д Е РЖ А Щ И Х ЭЛЕ К Т РО Н Н Ы Е У СТ РО Й СТ В А
Ц е лью уч е б ного п ос об ия являе тс я углуб ле ние и закре п ле ние те оре тич е с ких знаний, п олуч е нны х п ри изуч е нии курс а «Ос новы радиоэле ктроники», и вы раб отка п рактич е с ких навы ков ре ш е ния задач рас ч ета эле ктрич е с ких с х е м, с оде ржащ их эле ктронны е ус тройс тва (Э У). Вс е эле ктрич е с кие це п и, с оде ржащ ие эле ктронны е ус тройс тва, являютс я не лине йны ми. А нализ таких це п е й, как п равило, тре б уе т комп ьюте рного моде лирования на б азе с п е циальны х с ис те м с х е моте х нич е с кого п рое ктирования, униве рс альны х с ис те м комп ьюте рной мате матики или оригинальны х п рог рамм на алгоритмич е с ких язы ках выс окого уровня. Однако п риме не ние с п е циальны х ме тодов рас ч е та не лине йны х це п е й п о п ос тоянномуи п е ре ме нному току в ряде с луч ае в п озволяе т п олуч ить наг лядное аналитич е с кое или графоаналитич е с кое ре ш е ние задач и. К таким ме тодам относ ятс я ме тод лине аризации, ме тод эквивале нтны х п ре об разований, ме тод п е ре с е ч е ния х аракте рис тик, ме тод наложе ния. М етод линеариз ации заключ ае тс я в заме щ е нии не лине йног о эле ме нта эквивале нтной лине йной с х е мой, с п раве дливой для огранич е нного диап азона изме не ния тока и нап ряже ния в не лине йном эле ме нте . Такое заме щ е ние не лине йног о эле ме нта п озволяе т оп ис ать эле ктрич е с кое с ос тояние не лине йной с х е мы с п омощ ью с ис те мы лине йны х уравне ний. Практич е с ким воп лощ е ние м ме тода лине аризации являе тс я м етод кусоч но-линейной аппроксим ации. Э тот ме тод заключ ае тс я в заме не заданной не лине йной х аракте рис тики ломаной п рямой с одной или не с колькими точ ками излома. М етод э квивалентны х преобраз ований заключ ае тс я в заме не не с кольких не лине йны х эле ме нтов одним эквивале нтны м эле ме нтом. В с луч ае не лине йны х це п е й п араме тр эквивале нтног о эле ме нта може т б ыть оп ре де ле н с п омощ ью е г о х аракте рис тики, п ос трое нной графич е с ким п уте м с уч е том х аракте рис тик заме щ ае мы х эле ме нтов и с п ос об а с ое дине ния этих эле ме нтов. Э тот ме тод це ле с ооб разно ис п ользовать только для не уп равляе мы х не лине йны х эле ме нтов. М етод пересеч ения характеристик (м етод опрокинутой характеристики) ис п ользуе тс я для анализа це п е й, которы е ме тодом эквивале нтны х п ре об разований мог ут б ы ть с ве де ны к п ос ле довате льному включ е нию двух эле ме нтов. Их х аракте рис тики мог ут име ть п роизвольны й х аракте р. Прич е м один или об а эле ме нта могут б ы ть уп равляе мы ми. В ос нову ме тода п оложе но п ре дп оложе ние о том, ч то с уммарное нап ряже ние на п ос ле довате льно включ е нны х эле ме нтах оп ре де ляе тс я вне ш ним ис точ ником и не завис ит от тока, п роте кающ е го в це п и. В с оотве тс твии с этим
4
для це п и из двух эле ме нтов, нап риме р, двух с оп ротивле ний R1 и R2, с п раве дливы вы раже ния I = I1= I2, U1 (I) + U2(I) = UП . (Инде кс ы «1» и «2» с оотве тс твуют токам ч е ре з с оп ротивле ния R1, R2 и нап ряже ниям на этих с оп ротивле ниях , UП - п риложе нное к с х е ме нап ряже ние ). При изве с тны х вольт-амп е рны х х аракте рис тиках (ВА Х) эле ме нтов ток, удовле творяющ ий с ис те ме уравне ний, може т б ы ть ле г ко найде н графич е с ки. Д ля этог о ис х одную х аракте рис тику одного из эле ме нтов зе ркально отражают (оп рокиды вают) относ ите льно ос и токов и е е нач ало с двигают п о ос и нап ряже ний на ве лич ину, п роп орциональную вх одному нап ряже нию UП (отс юда и второе название ме тода – ме тод оп рокинутой х аракте рис тики). Точ ка п е ре с е ч е ния ис х одной х аракте рис тики одного из эле ме нтов и п ре об разованной х аракте рис тики второго эле ме нта дае т ис комы е ток и п аде ния нап ряже ний. Ис п ользуя оп ис анны й ме тод, можно ис с ле довать п роце с с ы в це п ях п ри уп равле нии п араме трами эле ме нтов как током, так и нап ряже ние м. М етод налож ения для не лине йны х це п е й ис п ользуе тс я п ри анализе ре жимов раб оты эле ктронны х ус тройс тв, когда на вх оде це п и одновре ме нно де йс твуют п ос тоянная и п е ре ме нная с ос тавляющ ие с игнала. В этом с луч ае с нач ала п роводитс я рас ч е т с уч е том только ис точ ников п ос тоянного тока (нап ряже ния) и оп ре де ляе тс я ре жим раб оты ус тройс тва п о п ос тоянному току. З ате м рас с ч иты вае тс я ре жим раб оты ус тройс тва п о п е ре ме нномутоку. При рас ч е те мог ут б ы ть ис п ользованы различ ны е эквивале нтны е с х е мы активны х эле ме нтов эле ктронны х ус тройс тв: физич е с кие эквивале нтные с х е мы, с х е мы заме щ е ния на ос нове п риме не ния различ ных с ис те м п араме тров (y-, h-, S-п араме тров). Подроб ное изложе ние п е ре ч ис ле нны х ме тодов с иллюс трацие й на конкре тны х п риме рах с оде ржитс я в [1], их п риме не ние к анализу различ ны х эле ктронны х ус тройс тв рас с мотре но в различ ны х уч е б никах и п ос об иях , нап риме р, в [2-12]. Рас ч е т ге не раторов и имп ульс ны х ус тройс тв в об щ е м с луч ае п ре дп олагае т ис п ользование ре ш е ния оп ис ы вающ их их раб оту с ис те м диффе ре нциальны х уравне ний аналитич е с кими или ч ис ле нны ми ме тодами. Такой п одх од п озволяе т оп ис ать фазовы е п ортре ты коле б аний, вре ме нны е диаграммы токов и нап ряже ний. Д ля инже не рны х рас ч е тов об ыч но ис п ользуютс я п рос ты е аналитич е с кие вы раже ния [1-4,6-11], п олуч е нные на ос нове рас с мотре ния п е ре х одны х п роце с с ов в эле ктронны х ус тройс твах . При рас ч е те конкре тны х эле ктронны х ус тройс тв возникае т не об х одимос ть в знании х аракте рис тик и п араме тров их активны х эле ме нтов. При этом ос об е нно п оле зны для изуч е ния п риме ры рас ч е та с х е м с уч е том конкре тных марок ис п ользуе мых диодов и транзис торов [1,2,4]. Н е об х одимы е для рас ч е тов х аракте рис тики эле ме нтов эле ктронны х с х е м должны б ы ть оп ре де ле ны из с п равоч ной лите ратуры . При п ользовании с п равоч никами с ле дуе т уч иты вать, ч то п риводимы е в них такие п араме тры, как
5
крутизна, внутре нне е с оп ротивле ние , h-п араме тры транзис торов, относ ятс я к томуре жиму, которы й п риве де н в с п равоч нике в кач е с тве ре коме ндуе мого, т.е . к оп ре де ле нной точ ке х аракте рис тик. Д ля других ре жимов п араме тры мог ут б ы ть ины ми. Ес ли п омимо х аракте рис тик, п риве де нны х в с п равоч никах , не об х одимы х аракте рис тики для каких -либ о п роме жуточ ны х знач е ний п араме тров, их с ле дуе т п олуч ить, ис п ользуя ме тоды инте рп оляции или экс трап оляции. В с вязи с ис п ользование м с п равоч ны х данных из инте рвала знач е ний, п риме не ние м графич е с ких п ос трое ний ре зультаты ре ш е ния ряда задач являютс я п риб лиже нны ми. Э тим може т п риве с ти к не которомурас х ожде нию с п риве де нны ми отве тами. Однако для ре ш е ния б ольш инс тва задач дос таточ на уме ре нная точ нос ть (до тре тье го знака). Э то об ъяс няе тс я те м, ч то ис х одны е данны е , нап риме р, п араме тры п олуп роводниковы х п риб оров, е мкос ти конде нс аторов, с оп ротивле ния ре зис торов б ы вают изве с тны с точ нос тью, ре дко п ре вы ш ающ е й 5- 10%. При ре ш е нии задач ре коме ндуе тс я: 1. Подроб но изуч ить ме тоды рас ч е та це п е й, с оде ржащ их эле ктронны е ус тройс тва [1]. 2. Прораб отать с оотве тс твующ ие данной те ме разде лы курс а ле кций «Ос новы радиоэле ктроники» и одного или не с кольких ре коме ндуе мы х ис точ ников информации [1-4,6-11] . 3. Рас с мотре ть п риме ры ре ш е ния задач , п риве де нны е в разде лах 1- 4, а также в [1,2,5,12]. 4. Прове с ти с амос тояте льное ре ш е ние задач и с равнить п олуч е нны е ре зультаты с п риве де нны ми отве тами. Ре ш е ние задач же лате льно п роводить не с колькими ме тодами. Н ап риме р, аналогич но п риме рам 2.6, 3.4 ис п ользовать аналитич е с кое ре ш е ние и графич е с кие п ос трое ния. При возможнос ти ре ш е ния задач и не с колькими ме тодами не об х одимо с равнить ре зультаты и п роанализировать точ нос ть их с овп аде ния.
6
1. П О ЛУ П РО В О Д Н И К О В ЫЕ Д И О Д Ы. Х А РА К Т Е РИ СТ И К И . П А РА М Е Т РЫ РА СЧЕ Т СХ Е М Н А П О ЛУ П РО В О Д Н И К О В Ы Х Д И О Д А Х . В А РИ К А П Ы. СТ А Б И ЛИ Т РО Н Ы. В ЫП РЯ М И Т Е ЛЬ Н ЫЕ , Т У Н Н Е ЛЬ Н ЫЕ Д И О Д Ы П рим еры реш ения з ад ач 1.1. Име е тс я с п лавной г е рмание вы й p-n-п е ре х од с конце нтрацие й доноров nД =103nA , п рич е м на кажды е 108 атомов ге рмания п рих одитс я один атом акце п торной п риме с и. Оп ре де лить контактную разнос ть п оте нциалов п ри те мп е ратуре T = 300 К. К онце нтрации атомов n и ионизированны х атомов . . п ринять равны ми с оотве тс тве нно n = 4.4 1022 с м -3 и ni = 2.5 1013. Ре ш е ние 1.Оп ре де лим конце нтрацию акце п торов nA . nA = n/108 = 4.4 1014 с м – 3. 2. Н айде м конце нтрацию доноров nД . nД = 103 nA = 4.4 1017 с м – 3. 3.Оп ре де лим контактную разнос ть п оте нциалов п о формуле n n kT ϕk = ⋅ ln А 2 Д , e ni где k-п ос тоянная Б ольцмана, e - заряд эле ктрона. Подс тавляя ч ис ле нны е знач е ния, п олуч им: ϕk = 0,33 B. 1.2. Г е рмание вы й диод, име ющ ий об ратны й ток нас ы щ е ния I0= 25 мкА , раб отает п ри п рямом с ме щ е нии, равном 0.1 В и T = 300 К . Оп ре де лить с оп ротивле ние диода п ос тоянному току R0 и диффе ре нциальное с оп ротивле ние rД И Ф . Ре ш е ние 1. Д ля оп ре де ле ния R0 найде м ток диода п ри п рямом нап ряже нии 0,1 В I = I 0 e eU / kT − 1 = 1,17mA . 2. Р ас с ч итае м с оп ротивле ние диода п ос тоянномутоку R = U/I = 85 Ом. 3. Н айде м формулудля r Д И Ф и рас с ч итае м с оп ротивле ние диода п е ре ме нному току dI e eU/ kT kT 1 − eU / kT rД−1И Ф = = I0 e rД И Ф = e = 21,6 О м . , dU kT e I0
(
)
1.3. Б арье рная е мкос ть диода равна 200 п Ф п ри об ратном нап ряже нии 2 В. К акое тре б уе тс я об ратное нап ряже ние , ч тоб ы уме ньш ить е мкос ть до 50 п Ф , е с ли контактная разнос ть п оте нциалов φ k =0,82 В?
7
Ре ш е ние В п ре дп оложе нии, ч то p-n -п е ре х од ре зкий, ис п ользуе м формулудля е мкос ти C Б = K ( U О Б Р + ϕ k ) −0.5 . 1. Из вы б ранной формулы для заданного об ратного нап ряже ния UО Б Р и СБ найде м коэффицие нт K K = CБ ( U О Б Р + ϕk ) 0.5 = 3,35 ⋅ 10 −10 Ф В 0, 5 . 2. Ис п ользуя найде нны й коэффицие нт K, для С Б = 50 п Ф оп ре де лим ис комое об ратное нап ряже ние U О Б Р = ( K / C Б ) 2 − ϕk = 44,1 В . 1.4. Об ратны й ток нас ы щ е ния диода с б арье ром Ш оттки раве н 2 мкА . Д иод с ое дине н п ос ле довате льно с ре зис тором и ис точ ником п ос тоянного нап ряже ния с ме щ е ния Е = 0,2 В , на диод п одае тс я п рямое нап ряже ние . Оп ре де лить с оп ротивле ние ре зис тора, е с ли п аде ние нап ряже ния на не м равно 0,1 В. Д иод раб отает п ри Т = 300 К . Ре ш е ние 1. Из закона К ирх гофа оп ре де лим нап ряже ние на диоде U = E - UR = 0,1 B . 2. Н айде м ток в це п и п о формуле для тока ч е ре з диод I = I 0 e eU / kT − 1 = 93 m kA . 3. Р ас с ч итае м с оп ротивле ние R = UR/I = 1,1 кОм.
(
)
RН Е =40В
+
RО
20 кО м
UВ ЫХ
-
ГР
Е
RН
-
I СТ Рис .1.1
IН
Р ис . 1.2
1.5. Оп ре де лить вы х одное нап ряже ние в с х е ме , изоб раже нной на рис .1.1, е с ли п ри комнатной те мп е ратуре ис п ользуе тс я кре мние вы й диод с об ратны м током нас ы щ е ния I0 =10 мкА . Ре ш е ние 1. Оп ре де лим ток в це п и. При этом не об х одимо уч е с ть, ч то п ри п одач е на диод п рямого нап ряже ния с оп ротивле ние диода мало, и ток в с х е ме б уде т оп ре де лятьс я в ос новном с оп ротивле ние м ре зис тора RН : I = E/Rн = 2мА . 2. Из уравне ния для тока ч е ре з диод I = I 0 e eU / kT − 1 п о изве с тномутокув це п и найде м UВ ЫХ = U:
(
)
8
U=
kT I ⋅ ln(1 − ) = 0.138 B . e I0
1.6. Кре мние вы й с таб илитрон включ е н в с х е мус таб илизатора нап ряже ния п аралле льно с ре зис тором RН =2,2 кОм (рис .1.2). Параме тры с таб илитрона: нап ряже ние с таб илизации UСТ = 13 В, макс имальны й ток IСТ М А Х = 20 мА , минимальны й ток IСТ MIN = I мА . Н айти с оп ротивле ние ог ранич ите льног о ре зис тора RО ГР , е с ли нап ряже ние ис точ ника Е ме няе тс я от Е MIN = 16 В до Е М А Х = 24 В. Оп ре де лить, б уде т ли об е с п е ч е на с таб илизация во вс е м диап азоне изме не ния нап ряже ния ис точ ника. Ре ш е ние 1. Из уравне ния К ирх гофа для це п и рис . 1.2 найде м формулудля оп ре де ле ния с оп ротивле ния огранич ите льного ре зис тора RО ГР = (EСР – UСТ )/(IСТ СР + 1). 2. Оп ре де лим с ре дне е знач е ние нап ряже ния ис точ ника EСР EСР = 0,5(EMIN + EMAX) = 20B. 3. Вы ч ис лим с ре дний ток ч е ре з с таб илитрон IСТ СР IСТ СР= 0,5(IСТ М IN + ICТ М AX) = 10.5М A. 4.Н айде м ток ч е ре з нагрузку IН = UСТ /R = 5.9 М A. 5. Вы ч ис лим ис комое с оп ротивле ние RО ГР = 430 Ом. 6. Д ля п рове рки ус ловия об е с п е ч е ния с таб илизации найде м п ре де лы изме не ния Е п ри найде нном RО ГР EMIN = UСТ + (IСТ М IN + IН ) RО ГР ~ 16 B. EMAX = UСТ + (IСТ М AX + IН ) RО ГР ~ 24.1 B, то е с ть с таб илизация п роис х одит во вс е м диап азоне изме не ния нап ряже ния ис точ ника п итания E = (16 – 24)B. Зад ач и и вопросы 1.1 Г е рмание вы й p-n-п е ре х од име е т об ратны й ток нас ы щ е ния I0 =1 мкА , а кре мние вы й с те ми же разме рами – I 0 = 10-8 А . Вы ч ис лить и с равнить п рямы е нап ряже ния на п е ре х одах п ри T= 293 K, е с ли ч е ре з кажды й диод п роте кае т ток 100 мА . Отве т: Д ля ге рмание вого п е ре х ода: U = 288мВ, для кре мние вог о U= 407мВ. 1.2. Д ля иде ального p-n-п е ре х ода оп ре де лить: а) нап ряже ние , п ри котором об ратны й ток б уде т дос тигать 90% знач е ния об ратног о тока нас ы щ е ния п ри T =380 К; б ) отнош е ние тока п ри п рямом нап ряже нии, равном 0,05 В, к токуп ри том же знач е нии об ратног о нап ряже ния. Отве т: а) U = -0,06 В, б ) U = -7 В. 1.3. Вне котором иде альном p-n-п е ре х оде об ратны й ток нас ы щ е ния I0= =10-14 А п ри Т = 300 K и I 0 =10-9А п ри T = 125 C .Оп ре де лить нап ряже ния на п е ре х оде в об оих с луч аях , е с ли п рямой ток раве н I мА . Отве т: При T = 300 K: U = 0,56 В, п ри T = 125 C: U = 0,5 В.
9
1.4. По вольт-амп е рной х аракте рис тике п олуп роводниковог о диода (рис .1.3) оп ре де лить с оп ротивле ние диода п ос тоянномутокуR- п ри включ е нии диода в п рямом и об ратном нап равле ниях ( UПР = 0,8 В, UОБ Р =100В); найти с оп ротивле ние диода п е ре ме нному току R~ п ри разных знач е ниях п рямого с ме щ е ния : 0,4 В и 1 В. Оп ре де лите п оложе ние раб оч е й точ ки, е с ли диод включ е н в с х е мурис .1.1 п ри E= 1.4 В, RН = 500 Ом. Отве т: R-ПР = 0,16 кОм, R -ОБ Р =1,5 М Ом, R ~1= 0,25 кОм, R~2= 0,125 кОм, UРТ =0,7 В.
IП Р , м А 8 6 4 2
UО
БР
В
160 120
80
UП Р ,В
40 0
0.4
0.8
1.2
0.1 0.2
Рис .1.3 1.5. Оп ре де лить ток диода с иде ализированной ВА Х, те кущ ий в це п и рис . 1.1, е с ли E = 5 В, RН =1 кОм, об ратны й ток нас ы щ е ния - I0=10-12 А , те мп е ратура - T= 300 К . Ре ш ить задач у графоаналитич е с ким ме тодом. Оце нить изме не ние п оложе ния раб оч е й точ ки п ри уме ньш е нии п риложе нного нап ряже ния в 2 раза, п ри уве лич е нии в 2 раза с оп ротивле ния в це п и. Отве т: I =4,5 мА . 1.6. Иде альны й диод включ е н в с х е му рис .1.1 п ри RН = 1кОм, E=-15 В. Оп ре де лить вы х одное нап ряже ние . Отве т: UВЫ Х = -15 В. 1.7. Оп ре де лить вы х одное п е ре ме нное нап ряже ние uВЫ Х с х е мы на рис . 1.4, е с ли раб ота диода п роис х одит п ри комнатной те мп е ратуре . Отве т: uВЫ Х = 3.9 мВ. 1.8. К акое нап ряже ние нужно п риложить к варикап у, х аракте рис тика уп равле ния которого п риве де на на рис .1.5, ч тоб ы об щ ая е мкос ть варикап а и п аралле льно п одключ е нного к не му конде нс атора е мкос тью 100 ПФ с ос тавила 150 п Ф ? Отве т: 23 В.
10
С, пФ
10 кО м
С
100
~3В +
50
20В UО
Р ис . 1.4
,В
БР
40 30
20
10
0
Р ис . 1.5
1.9. Б арье рная е мкос ть п олуп роводникового диода с ре зким p-nп е ре х одом с ос тавляе т 25 п Ф п ри об ратном нап ряже нии 5 В. Оп ре де лить уме ньш е ние е мкос ти п ри с ниже нии об ратного нап ряже ния до 7 В. Отве т: 4 п Ф . 1.10. Рас с ч итать п рос те йш ую с х е му б е з фильтра (рис . 1.6) для вы п рямле ния с инус оидального нап ряже ния с де йс твующ им знач е ние м 700 В, ис п ользуя диоды Д 226Б с UОБ Р MAX=300 В. Отве т: n=5, RШ =333 кОм.
RШ
RШ
RШ …
Д
Д
1
RН
Д
2
n
Рис . 1.6
1.11. С п лавной диод раб отае т в п рос те йш е й с х е ме вы п рямле ния с ре зис тором нагрузки 10 кОм. Д иод име е т с ле дующ ие п араме тры : RПР =40 Ом, RОБ Р =400 кОм, C=80 п Ф . Н айти, на какой ч ас тоте вы п рямле нны й ток за с ч е т влияния е мкос ти диода уме ньш ае тс я в 2 раза. Отве т: 115 кГ ц. 1.12. Изоб разите график завис имос ти диффе ре нциального с оп ротивле ния тунне льног о диода 1И104А от п одводимого нап ряже ния. У кажите об лас ти х аракте рис тики, в которы х диод можно ис п ользовать в кач е с тве ус илите ля и ге не ратора коле б аний. Оп ре де лите вид с уммарны х ВА Х диодов п ри п ос ле довате льном и п аралле льном включ е нии.
11
1.13. Д ля с таб илизации нап ряже ния на нагрузке (рис .1.2) ис п ользуе тс я п олуп роводниковы й с таб илитрон, нап ряже ние с таб илизации которого с ос тавляе т UС Т = 10 В. Оп ре де лить доп ус тимы е п ре де лы изме не ния п итающ е го нап ряже ния, е с ли макс имальны й ток с таб илитрона IС Т MAX = = 30 мА , минимальны й ток с таб илитрона I С Т MIN = 1 мА , с оп ротивле ние нагрузки RН = 1 кОм, с оп ротивле ние огранич ите льного ре зис тора : R= 0,5кОм. Отве т: E = (15,5 - 30) В. 1.14. С таб илитрон включ е н в це п ь для п олуч е ния с таб ильного нап ряже ния. Вольт-амп е рная х аракте рис тика с таб илитрона задана таб лице й 1.1. Н ап ряже ние ис точ ника п итания E = 15 В. Н е с таб ильнос ть нап ряже ния п итания с ос тавляе т 1 В. Оп ре де лить коэффицие нт с таб илизации нап ряже ния, е с ли с оп ротивле ние огранич ите льного ре зис тора RОГ Р = 240 Ом. З адач уре ш ить графоаналитич е с ким с п ос об ом. Отве т: KС Т = 6,4. Таб лица 1.1 U, B I, мA
1
5
7
9.8
10
10.2
10.5
0
0
0.1
1
12
24
25
1.15. В це п и рис . 1.1 п ри RН =150 Ом ис п ользуе тс я диод с ВА Х, изоб раже нной на рис . 1.7. Оп ре де лить ток в це п и, е с ли на вх оде де йс твуе т нап ряже ние uВХ : а) u ВХ = 5+2sinω t ; б ) uВХ=3+4 sinω t. З адач у ре ш ить графоаналитич е с ки и на ос нове ис п ользования эквивале нтной с х е мы диода. Отве т: а) IMAX=40 мА , IMIN =14,5 мА ; б ) IMAX =39,7 мА , IMIN= -2,55 мА . IД м А 30 20 10 β -0.4 -0.2 0
0.2
UД О 0.4 0.6
Рис . 1.7
0.8
1.0
UД В
12
2. Б И П О ЛЯ РН ЫЕ Т РА Н ЗИ СТ О РЫ. СХ Е М Ы В К ЛЮ Ч Е Н И Я . П А РА М Е Т РЫ. Х А РА К Т Е РИ СТ И К И . РА СЧЕ Т К А СК А Д О В Н А Б И П О ЛЯ РН ЫХ Т РА Н ЗИ СТ О РА Х П рим еры реш ения з ад ач 2.1. Вс х е ме на рис .2.1 EЭ = 2 В, RЭ = 2 кОм, RБ = 15 кОм, EБ = 3 В, RН =4 кОм, EК = 16 В. Транзис тор име е т п араме тры : α = 0,98, IК Б 0 = 10 мкА . Оп ре де лить ток колле ктора. Ре ш е ние 1. Д ля оп ре де ле ния тока колле ктора ис п ользуе м формулу IК = αIБ + IК Б 0 . 2. Н айде м ток IЭ. Д ля этого вос п ользуе мс я вторы м законом К ирх гофа для вх одной це п и в п ре не б ре же нии п аде ние м нап ряже ния на эмитте рном п е ре х оде UБ Э: EЭ + EБ = IЭ RЭ + IБ RБ и формулой для тока б азы IБ = IЭ(1 - α) - IК Б 0 . Из этих с оотнош е ний: IЭ = (EЭ + EБ + IК Б 0 RБ )/[(RЭ + RБ (1 - α)] = 2,4 м А . 3. Вы ч ис лим ис комый ток IК : IК = α IЭ+ IК Б 0 = 2,36 м А .
RЭ Е
IЭ
Э
IЭ Е
Б
Рис . 2.1
IЭ
IК
RН
Е
Э
IК
RЭ RН
RБ Е
EК
К
Рис . 2.2
2.2. Вс х е ме на рис .2.2: RЭ = 5 кОм, RН = 10 кОм, EЭ = 10 В, EK = 30 В. Оп ре де лить нап ряже ние колле ктор-б аза UК Б . Ре ш е ние 1. Ф ормулудля UК Б найде м из закона К ирх гофа для вы х одной це п и UК Б = EK - IК RН . 2. Пре дп оложим, ч то транзис тор раб отае т п ри не б ольш ой те мп е ратуре , и IК Б 0=0. Тогда IК = α IЭ. Об ы ч но α ~ 1 ,то е с ть, IК ~ IЭ. 3.Оп ре де лим IЭ, уч иты вая, ч то п аде ние м нап ряже ния на эмитте рном п е ре х оде можно п ре не б ре ч ь IЭ = EЭ/ RЭ = 2 м А .
13
4. Р ас с ч итае м UК Б : UК Б = EK - RН EЭ/ RЭ = 10В . 2.3. В с х е ме рис .2.3 ис п ользуе тс я транзис тор с коэффицие нтом п е ре дач и тока б азы β= 50 и об ратны м током колле кторного п е ре х ода IК Б 0 = 10 мкА . Изве с тно, ч то RБ = 10 кОм, EЭ = 1 B, RН =5 кОм, EK = 20 В. Оп ре де лить нап ряже ние колле ктор-эмитте р п ри разомкнутом и замкнутом ключ е , с ч итая, ч то коэффицие нт β не изме не н. Ре ш е ние а) При разомкнутом ключ е IБ = 0, и UК Э = EK - IК RН , где IК =β IБ + Iкб0(β + 1) = 0,51 м А . Таким об разом, UК Э = EK - IК Б 0(β + 1) RН = 17,5 В . б ) При замкнутом ключ е , п ре не б ре гая UЭБ , п олуч им IБ ~ EЭ / RБ = 100 м кА . Пре дп оложим, ч то с ох раняе тс я активны й ре жим. Тог да IК =β IБ + IК Б 0 (β + 1) = 5.51 м А и UК Э = EK - IК RН = -7,5 В . Э то означ ае т, ч то транзис тор раб отает в ре жиме нас ы щ е ния. Н о в ре жиме нас ы щ е ния, то е с ть, п ри замкнутом ключ е IК = IК М А Х = EK / RН = 4 м А , UК Э ~ 0.
Е IК
Е
К
IК
RН
RБ Е
Э
UВ Х UК Э
IБ
К
RН
RБ RЭ
IБ IЭ
Рис . 2.3
Рис . 2.4
2.4. Транзис тор ис п ользуе тс я в с х е ме рис .2.4. Д анны е с х е мы : EK = -28 В, RБ = 15 кОм, RЭ = I кОм, RН = 2 кОм. Оп ре де лить, п ри каком минимальном вх одном нап ряже нии транзис тор б уде т раб отать в ре жиме нас ы щ е ния. Принять, ч то на границе ре жима нас ыщ е ния β = 9. Ре ш е ние 1. Д ля вх одного нап ряже ния в ре жиме нас ыщ е ния с п раве длива формула UВ Х = IБ RБ – IЭ RЭ. 2. Вос п ользуе мс я формулами для с вязи токов транзис тора IЭ = (β + 1), IК ~ βIБ . Тог да UВ Х = IБ [RБ + RЭ(β + 1)].
14
3. Оп ре де лим IБ из уравне ния К ирх гофа для вы х одной це п и в ре жиме нас ы щ е ния (UК Э = 0): EК =–IЭRЭ –IК RК и с вязи токов IК , IЭ , IБ : IБ = EК /[RЭ(β + 1) + βRН ] = 1 м А . 4. Подс тавляя IБ в уравне ние п ункта 1, п олуч им UВ Х = -25В .
Е IН
IВ Х
Е
К
Rf
RН
If
IК
IН RБ
К
RН IК
IБ
IБ Р ис . 2.5
Р ис . 2.6
2.5. Транзис тор, раб отающ ий в активном ре жиме , ис п ользуе тс я в с х е ме рис .2.5. Н айти формулудля коэффицие нта ус иле ния п о току KI : KI = ∆IН /∆IВ Х Ре ш е ние Д ля нах ожде ния KI не об х одимо найти вы раже ние для тока ч е ре з наг рузку IН и п родиффе ре нцировать это вы раже ние п о IВ Х . Вос п ользуе мс я для этого: 1) уравне ниями для токов в узлах : IБ = IВ Х + If, IН = If + IK; 2) уравне ние м закона К ирх гофа с уч е том активного ре жима транзис тора: EК = If Rf +IН RН ; 3) выраже ние м для с вязи токов IK и IБ : IK = β IБ . Ис п ользуя п риве де нны е с оотнош е ния, с ос тавим с ис те мууравне ний для токов If , IБ , IН : − I f + I Б + 0 ⋅ I Н = I ВХ
I f + βI Б − I Н = 0 R f I f + 0 ⋅ I Б + R Н I Н = EК Из ре ш е ния с ис те мы уравне ний:
Iн = где
∆н ∆
,
.
15
-1
1
∆= 1
β
Rf
0
-1
-1 , 0 Rн
1 I вх
∆н = 1
β
0
Rf
0
Ek
.
Подс тавляя знач е ния оп ре де лите ле й, найде м формулудля тока E (β + 1) + β R f I В Х . IН = К (β + 1 )R Н + R f Д иффе ре нцируя п ос ле дне е вы раже ние п о IВ Х , найде м β . KI = (β + 1) R Н / R f + 1 При ус ловии β >> 1, (β + 1) RН /Rf >> 1 : К I = Rf /RН Таким об разом, коэффицие нт ус иле ния в этом с луч ае не завис ит от с войс тв транзис тора, ч то об ъяс няе тс я налич ие м отрицате льной об ратной с вязи ч е ре з с оп ротивле ние Rf.
Uп IК
RК
IК
h11
h21 IБ
EC
RБ UВ Х
IБ
UВ ЫХ
IБ
ZН
ZС
IЭ I а
б Р ис . 2.7
2.6. Н а вх оде с х е мы рис 2.7а с транзис тором К Т830А (h21= 25, UП =15 В , RН =15 О м , RБ =50 О м ) де йс твуе т п е ре ме нное нап ряже ние uВ Х = 0,5sinω t. Оп ре де лить ток транзис тора iК и вых одное нап ряже ние uВ ЫХ п ри ус ловии, ч то вы х одное нап ряже ние в ре жиме п окоя с ос тавляе т 0,5UП . Ре ш е ние Рас ч е т с х е мы п о п ос тоянному току (оп ре де ле ние UК Э , IК , UБ Э ,IБ UВ ЫХ в раб оч е й точ ке , ре жиме п окоя): Г рафоаналитич е с кий ме тод 1. В с оотве тс твии с ме тодом п е ре с е ч е ния х аракте рис тик изоб разим вх одные и вы х одные ВА Х транзис тора К Т830А (рис . 2.8) и п ос троим нагрузоч ную п рямую ч е ре з точ ки U= UП =15 В , I =0 и U =0 , I =1 А . 2. Н айде м точ ку п е ре с е ч е ния одной из ВА Х с нагрузоч ной п рямой. Так как п о ус ловию задач и UВ ЫХ =UК Э = 0,5UП , эта точ ка с оотве тс твуе т UК Э = 7,5 В , то IК =0,51 А , IБ =20 м А .
16
IБ , м А 30 25 α В
20 15 10 5 0 0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,8 UБ Э, В
1,6
IК , А I Б = 40 м А
UК Б =0 1,0
35 30
0,8
25 0,6 0,51 0,4
20 15 10
0,2 5 0
5
7,5
10
15 UК Э, В
Рис . 2.8 3. По вх одной х аракте рис тике оп ре де лим UВ Х . Д ля этого ч е ре з точ ку IБ = 20 мА п од уг лом α=arctgRБ (mI/mU) (mI =2,510-3, mU =0,1 – нормировоч ны е коэффицие нты ) п рове де м п рямую до п е ре с е ч е ния с ос ью нап ряже ний. В данном с луч ае : α =33 и UВ Х = 1,76 В . А налитич е с кий ме тод 1.Пос троим кус оч но-лине йную ап п рокс имацию вх одной ВА Х:UБ Э=UБ Э0 +r Б IБ . Ис п ользуя точ ку IБ =30 м А , UБ Э =0,8 В и точ ку п е ре с е ч е ния ап п рокс имирующ е й п рямой с ос ью нап ряже ний UБ Э 0= 0.68 В , оп ре де лим r Б = 4 Ом. 2. При UВ ЫХ = 0,5UП : IК = (UП -UВ ЫХ )/RН = 0,5 А . 3. Из ус ловия раб оты транзис тора в активном ре жиме IБ =IК /h21 =20 10-3 А . 4. Из второго закона К ирх гофа для вх одной це п и UВ Х = UБ Э 0 +r Б IБ +R Б IБ : UВ Х =1,76 В. Рас ч е т с х е мы п о п е ре ме нному току п рове де м с ис п ользование м с х е мы заме щ е ния п ри h12=0, h11 =0 (рис . 2.7б ). Приме не ние лине йной с х е мы заме щ е ния оп равдано те м, ч то с ог лас но рис . 2.8а изме не ние вх одного
17
нап ряже ния не п риводит к с ме щ е нию раб оч е й точ ки на не лине йный уч ас ток ВА Х. 1. Пе ре ме нны й ток во вх одной це п и iБ = uВ Х /(R Б +r Б )=IБ m sinω t, IБ m= UВ Х m/(R Б +r Б )=9,25 м А . 2. Пе ре ме нная с ос тавляющ ая тока колле ктора iК =h12iБ , IК m =h12IБ m=231,5 м А . 3. Пе ре ме нная с ос тавляющ ая вы х одног о нап ряже ния uВ ЫХ =uК Э=RН iК =RН IБ m h21sinω t, UВ ЫХ m =RН IК m=3,47 В . 4. С уммарны й ток колле ктора и вы х одное нап ряже ние i К =IК +IК m sinω t=0,5+0,23sinω t, uВ ЫХ =UВ ЫХ +UВ ЫХ m sinω t=7,5+3,47sinω t Зад ач и и вопросы 2.1. Д ана с х е ма, изоб раже нная на рис .2.6. Д оказать, ч то ток колле ктора можно вы ч ис лить п о формуле E + I KБ 0 R K IK = β K . R KБ + β R K 2.2. В с х е ме на рис .2.9 ис п ользуе тс я транзис тор с α = 0,99 , об ратны м током колле ктора IК Б 0 = 10 мкА . Д анные с х е мы : RЭ = 3 кОм, RН = 2 кОм, EК = 20 В. Оп ре де лить, п ри каком минимальном знач е нии вх одного нап ряже ния транзис тор б уде т раб отать в ре жиме нас ыщ е ния. Отве т: 30 В.
Е RЭ
IК
IК
К
RН
RБ
IЭ
RН
UВ Х
Е Р ис . 2.9
К
UК Э IБ Р ис . 2.10
2.3. В с х е ме рис .2.10 (RБ = 50 кОм, RН = 10 кОм, EК = 24 В) ис п ользуе тс я транзис тор с коэффицие нтом п е ре дач и β = 18. Оп ре де лить нап ряже ние колле ктор-эмитте р. Отве т: 4,8 В. 2.4. Д ана с х е ма, изоб раже нная на рис .2.11. Транзис тор раб отае т в активном ре жиме . Пре дп олагая, ч то с оп ротивле ние ре зис тора дос таточ но ве лико п о с равне нию с с оп ротивле ние м эмитте рного п е ре х ода и ч то с оп ротивле ние колле кторного п е ре х ода знач ите льно б ольш е с оп ротивле ния наг рузки, найти формулудля оп ре де ле ния коэффицие нта ус иле ния с х е мы п о нап ряже нию. Отве т: KU=αRН /RЭ .
18
IК
RЭ UВ Х
RН
IЭ Е
Е
Б
UВ ЫХ К
Р ис . 2.11 2.5. Н айти h-п араме тры транзис тора п о е го х аракте рис тикам (рис .2.12), с оотве тс твующ им с х е ме с об щ им эмитте ром для EК Э = 3,5 В, IБ =150 мкА . Отве т: h11 = 330 Ом, h12 =16 10-3 , h21= 56, h22= 62,5 10-6 С м.
IБ , м кА
IК , м А I Б = 250 м кА
300
12
250
10
200
UК =0
200
5В
8 150
150
6 100
100
4
50
2
50 0 0
80
160
240
320
UБ Э, м В
0
2
4
6
8
10
UК Э, В
Рис . 2.12 2.6. По заданны м вольт-амп е рны м х аракте рис тикам (таб л.2.1,2.2) оп ре де лить h-п араме тры транзис тора, включ е нного в с х е му с ОЭ , в раб оч е й точ ке п ри EК =- 9 В, RН = 1 кОм, IБ = 60 мкА . Отве т: h11 = 727,8 Ом, h12 =6,6 10-3, h21 = 62,5, h22= 9,9 10-5 С м. 2.7. Н а рис .2.13 п риве де на с х е ма ус илите льного кас када с ОЭ на транзис торе с х аракте рис тиками, изоб раже нны ми на рис . 2.12. Рас с ч итать с оп ротивле ние ре зис тора RБ , п ри котором раб оч ая точ ка в ре жиме п окоя ус илите ля б уде т нах одитьс я на с е ре дине лине йны х уч ас тков вх одной и п е ре х одной х аракте рис тик, е с ли EК = 10 В, RН =1 кОм. Оп ре де лить коэффицие нт ус иле ния п о нап ряже нию, п о току, п о мощ нос ти, вх одное и вы х одное с оп ротивле ния. Отве т: RБ =64.5 кОм, KU = 170, KI = 52,5, RВХ = 330 Ом, RВЫ Х = 1 кОм.
19
Таб лица 2.1 -UБ Э ,[мВ] 120
140
160
180
200
210
7
5
10
20
35
60
80
6 5
5.2 5.5
11 12
24 26
45 50
74 90
100 130
- UК Э ,[В]
Таб лица 2.2 -UК Э ,[В] IБ ,[мкА ] 30 60 90
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 2.4 4.1
1.1 2.7 4.3
1.2 2.9 4.5
1.25 3.0 4.7
1.3 3.1 4.9
1.35 3.2 5.1
1.4 3.3 5.3
1.4 3.4 5.6
1.4 3.5 5.8
Е RБ
К
Е
RК
UВ ЫХ
UВ Х
Р ис . 2.13
IК
IБ
IЭ
К
RН
RЭ
Рис . 2.14
2.8. В це п и на рис .2.14: EК = -10 В, RН =2 кОм, RЭ =1 кОм. Оп ре де лите формулу для вх одног о с оп ротивле ния це п и, е с ли коэффицие нт ус иле ния тока б азы β=50. Ис п ользуйте T-об разную с х е музаме щ е ния транзис тора. 2.9. Транзис тор, ис п ользуе мы й в с х е ме с ОЭ , име е т h-п араме тры : h11= 1,4 кОм, h21 =45, h12 = 4,3 10-4 , h22 =18 мкС м. С оп ротивле ние ре зис тора нагрузки RН = 16 кОм, внутре нне е с оп ротивле ние ис точ ника с иг нала RГ = 300 Ом. Вы ве с ти с оотнош е ния и рас с ч итать вх одное и вы х одное с оп ротивле ния, коэффицие нты ус иле ния п о токуи нап ряже нию. Отве т: RВХ = 1160 Ом, RВЫ Х = 7,8 кОм, 34,9, KU = 48,5.
20
2.10. Д ля с х е мы рис . 2.7 с заданными в п риме ре 2.6 п араме трами найти диап азон изме не ния нап ряже ния на б азе , с оотве тс твующ ий раб оте транзис тора К Т830А в активном ре жиме . Отве т: UВХIMIN = 0,54 В, UВХ MAX= 2,54 В. ,мкА Б
800
400
а) 0
-100
-200
UБ Э,м В
-300
IК , мА IБ
= 1200 м кА 1000
18 16
800
14 600 12 500 10
400
б)
300 8 6 200 4 100 2
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
Рис . 2.15
-14 -16
-18
UК Э, В
21
2.11. Ис п ользуя вх одны е и вы х одны е ВА Х транзис тора, изоб раже нны е на рис . 2.15, п ос троить х аракте рис тику п е ре дач и тока IК = f(IБ ) и х аракте рис тику п е ре дач и IК = f(UБ Э ) п ри UК Э = -9 В, с квозную динамич е с кую х аракте рис тику п ри RН = 1,5 кОм.
-Е RБ
RН
СР UВХ
Рис . 2.16 2.12. Транзис тор включ е н в ус илите льны й кас кад п о с х е ме с об щ им эмитте ром (рис . 2.15) и нап ряже ние м п итания E = 10 В. Пос тоянная с ос тавляющ ая тока б азы IБ 0 = 0,3 мА , амп литуда п е ре ме нной с ос тавляющ е й ImБ = 0,2 мА , с оп ротивле ние нагрузки RН = 500 Ом, макс имально доп ус тимая мощ нос ть, рас с е ивае мая колле ктором PК MAX= 150 мВт. Д иап азон ус иливае мы х коле б аний с ос тавляе т 80 Г ц – 5 кГ ц. По заданны м (рис . 2.16) вольт-амп е рны м х аракте рис тикам п рове с ти графоаналитич е с кий рас ч е т раб оч е го ре жима. Оп ре де лить вх одную и вы х одную мощ нос ти, коэффицие нты ус иле ния кас када п о току нап ряже нию и мощ нос ти, вх одное с оп ротивле ние кас када, п араме тры с х е мы . Отве т: PВХ= 4,5 мкВт, PВЫ Х= 3 мВт, KI= 17,5, KU = 39, KP = 690, RВХ= 225 Ом, RБ = 32,5 кОм, CР = 90 мкФ . 2.13. Прове с ти рас ч е т коэффицие нтов п е ре дач и и вх одног о с оп ротивле ния рас с мотре нного в задач е 2.12 кас када п о h-п араме трам в раб оч е й точ ке аналитич е с ким ме тодом. Отве т: , KI= 17,5, KU = 41,5, KP = 725, RВХ = 210 Ом. 2.14. В с х е ме рис . 2.7а на транзис торе К Т830А с h21=20 п аралле льно транзис торувключ е но с оп ротивле ние RБ 1 (RБ =1,8 кОм, RБ 1 =2,4 кОм, RН =1 кОм, UП=20 В). Оп ре де лить UВЫ Х, е с ли UВХ=2,8+0,7sinω t, ω =100π. Отве т:UВЫ Х MAX =9,5 В, UВЫ Х 0 =2 В, UВЫ Х MIN=0.
22
3. П О ЛЕ В ЫЕ Т РА Н ЗИ СТ О РЫ. П А РА М Е Т РЫ И Х А РА К Т Е РИ СТ И К И . РА СЧ Е Т К А СК А Д О В Н А П О ЛЕ В Ы Х Т РА Н ЗИ СТ О РА Х П рим еры реш ения з ад ач 3.1. Поле вой транзис тор с уп равляющ им p-n-п е ре х одом, име ющ ий макс имальны е знач е ния тока с тока и крутизны ICMА Х = 2 мА , SMAX = 2 мА /В, включ е н в ус илите льны й кас кад п о с х е ме с об щ им ис током. С оп ротивле ние ре зис тора нагрузки RН =10 кОм. Оп ре де лить нап ряже ние отс е ч ки U0 и коэффицие нт ус иле ния п о нап ряже нию KU , е с ли а) UЗИ = - I В ; б ) UЗИ = - 0,5 В; в) UЗИ = 0. Ре ш е ние 1.Д ля оп ре де ле ния KU вос п ользуе мс я формулой: K U = SR . 2.К рутизнуп ри уч е те ап п рокс имации х аракте рис тики п оле вого транзис тора (ПТ)[1,2] U I С = I СMAX (1 − ЗИ ) 2 U0 оп ре де лим из вы раже ния: U dI С S= = S MAX (1 − ЗИ ) , dU ЗИ U0 где U0 = 2ICMА Х / SMА Х . 3.Подс тавляя ч ис ле нны е знач е ния в п олуч е нны е формулы , найде м: а) U0= 2 В, S =1 мА /В, KU = 10; б ) U0= 2 В, S = 1,5 мА /В, KU = 15; в) U0= 2 В, S =2 мА /В, KU = 20. 3.2. В ус илите ле рис .3.1 п ри UЗИ = -2 В ток с тока IС = 1 мА . Оп ре де лить: а) с оп ротивле ние ре зис тора RИ , е с ли п аде ние м нап ряже ния IЗ UЗ можно п ре не б ре ч ь; б ) нап ряже ние E п ри RН = 10 кОм, UСИ = 4 В. Ре ш е ние I. B п ре не б ре же нии п аде ние м нап ряже ния IЗ UЗ : R И = -UЗИ /IС=2 кОм . 2. Из второго уравне ния К ирх гофа для вы х одной це п и EС= IСRН + UСИ + IС RИ = 16 B.
CР UВ Х
RЗ
RИ
CИ
RН EС
Рис . 3.1
23
EC RC
CР
UВ ЫХ UВ Х
RЗ
RИ
CИ
Рис . 3.2 3.3. Поле вой транзис тор с уп равляющ им p-n-п е ре х одом и каналом n-тип а ис п ользуе тс я в ус илите льном кас каде (рис .3.2). Н ап ряже ние отс е ч ки транзис тора U0 = 2 В, макс имальны й ток с тока ICMAX = 1,8 мА . Изве с тно, ч то п ри нап ряже нии ис точ ника п итания EC = 20 В - ток с тока IC = I мА . М одуль коэффицие нта ус иле ния ус илите ля п о нап ряже нию K U = 10 . Оп ре де лить: 1) нап ряже ние с ме щ е ния затвор-ис ток UЗИ ; 2) крутизну х аракте рис тики в раб оч е й точ ке S; 3) с оп ротивле ние ре зис тора в це п и ис тока RИ ; 4) с оп ротивле ние наг рузки в це п и с тока RН . Пре дп оложить, ч то внутре нне е с оп ротивле ние транзис тора R i >> RН и ч то на раб оч е й ч ас тоте е мкос тное с оп ротивле ние конде нс атора CР п ре не б ре жимо мало. Ре ш е ние 1. Оп ре де лим модуль нап ряже ния UЗИ , ис п ользуя ап п рокс имацию ВА Х, п риве де нную в п риме ре 3. I: 0.5 [1 – (IC / IСMА Х ) ]UО = 0.5 B. 2. К рутизнув раб оч е й точ ке найде м из формулы : U S = S MAX (1 − ЗИ ) , где SMAX=2IСMAX/U0 = 1,8 мА /В, U0 то е с ть S = 1.35 мА /B. 3. С оп ротивле ние ре зис тора в це п и ис тока в п риняты х п ре дп оложе ниях RИ =- UЗ И / IС = 0.5 кОМ . 4. С оп ротивле ние нагрузки найде м из формулы для KU как
KU = 2,7кО м . S 3.4. Д ля с х е мы на рис . 3.3а оп ре де лить ток с тока п оле вого транзис тора. Пе ре даточ ная х аракте рис тика транзис тора п риве де на на рис . 3.3б , RИ = 680 Ом, UП =15 В. Ре ш е ние З адач а може т б ы ть ре ш е на г рафич е с ки с ис п ользование м п риве де нной п е ре даточ ной х аракте рис тики и аналитич е с ки на ос нове е е лине йной ап п рокс имации. Г рафич е с кое ре ш е ние ос новано на ме тоде п е ре с е ч е ния х аракте рис тик и включ ае т с ле дующ ие этап ы : 1. С троитс я п е ре даточ ная х аракте рис тика ПТ (рис . 3.3б ). RН =
24
2.С троитс я наг рузоч ная п рямая, уг ол наклона которой оп ре де ляе тс я с оп ротивле ние м RН с уч е том мас ш таб ны х коэффицие нтов п о ос ям токов (mI) и нап ряже ний (mU) α=arctg(RН mI/mU). Возможно также п ос трое ние нагрузоч ной п рямой п о формуле UR =RIС. В рас с матривае мой задач е нач альное с ме щ е ние UЗИ 0 = 0. 3. Точ ка п е ре с е ч е ния п ос трое нны х х аракте рис тик дае т ис комы е знач е ния UЗИ =2,17 В, IС=3,23 мА . А налитич е с кое ре ш е ние п ре дп олаг ае т с ле дующ ие этап ы : 1.Оп ре де ляе тс я крутизна п ри малы х с ме щ е ниях S = Δ IС/ Δ UЗИ = 4 мА /В. 2. З адае тс я лине аризованная п е ре даточ ная х аракте рис тика: IC = IСMAX - SUЗИ . 3. Из ре ш е ния уравне ния IС=IR или IСMAX- SUЗИ =UЗ И /RН оп ре де ляютс я ис комы е ве лич ины нап ряже ния и тока U = IСMAX/(S+1/RН )= 2,19 В, IС= 3,24 мА .
IC , м А 12 10
IC
8 6
RИ
UП
4
IC 2
α
UЗИ 5
а)
4
3
2
1
0
UЗИ , В
б) Рис . 3.3
3.4. Д ля с х е мы на рис . 3.4, орг анизованной на n-канальном транзис торе К П350, оп ре де лить знач е ние ре зис тора RИ , об е с п е ч ивающ е е IС = 5мА в ус ловиях , когда R1 = 40 кОм, R2 =60 кОм, EП = 10 В. Ре ш е ние 1. По с п равоч ны м данны м для транзис тора КП350 оп ре де лим S = 8 мА /В, U0 = 5 В, IС(0) = 20 мА . 2. В с оотве тс твии с ап п рокс имацие й ВА Х ПТ, п риве де нной в п риме ре 2.1, IС U ЗИ = U 0 (1 − ) = 2,5В I С( 0) Так как транзис тор ис п ользуе т канал n– тип а, то UЗИ = -2,5 В.
25
3. З нач е ние токозадающ е й разнос ти п оте нциалов на с оп ротивле нии R2 U = EпR2/R1+R2) = 3 В . 4. Р азнос ть п оте нциалов на ре зис торе URИ = U – UЗИ =5,5 В . 5. Ис комое знач е ние с оп ротивле ния RИ EC RИ =URИ /IС=1,1 В .
EП R1
RC
CР
IC UВ Х
R2
RИ
RC C UВ ЫХ
RЗ
RИ
IИ EЗ
Р ис . 3.4
Р ис . 3.5 Зад ач и и вопросы
3.1. В ус илите льном кас каде с об щ им ис током (рис .3.1): с оп ротивле ние нагрузки RН = 20 кОм. Э ффе ктивное вы х одное с оп ротивле ние п оле вого транзис тора 20 кОм, раб оч ая крутизна S = 2 мА /В. Н айти коэффицие нт ус иле ния кас када. Отве т: KU = 20. 3.2. Ис токовы й п овторите ль (рис .3.5) име е т ток с тока IС = 2 мА , S= 2 мА /В, RИ = 500 Ом, URИ =UС И. Оп ре де лить коэффицие нт ус иле ния п о нап ряже нию KU, вы х одное с оп ротивле ние R ВЫ Х , нап ряже ние с ме щ е ния EС Отве т: KU =0,5, R ВЫ Х = 250 Ом, EС = 5 В. 3.3. У п оле вого транзис тора с уп равляющ им p-n-п е ре х одом: ICMAX = 1 мА , U0= 4 В. Оп ре де лить: а) какой ток б уде т п роте кать п ри об ратном с ме щ е нии затвор-ис ток UЗ И = 2 В; б ) ч е му равна крутизна и макс имальная крутизна в этом с луч ае . Отве т: IC =0,25мА , S =0.25 мА /В, SMAX =0,5 мА /В. 3.4. Оп ре де лите крутизну транзис тора А П323А -2 п о вы х одны м х аракте рис тикам (рис . 3.6), е с ли транзис тор раб отае т в с х е ме с об щ им ис током, а с оп ротивле ние нагрузки и нап ряже ние п итания с ос тавляют с оотве тс тве нно: RC =3 кОм, E С = 10 В (UЗ И = -2 В – 0 В). К акой коэффицие нт ус иле ния може т об е с п е ч ить транзис тор в с х е ме с заданны ми п араме трами? Отве т: S= 5 мА /В – 2 мА /В.
26
Ic , мА
К П 323(А -2,Б -2)
7
Uзи=0 6 5 -0.5 4 3
-1.0
2
-1.5
1
-2 B
0
5
10
15
Uси, В
20
Рис . 3.6 3.5. Н ормированная с ток-затворная х аракте рис тика транзис тора 3П321А -2 п ри UС И = 2 В оп ис ы вае тс я таб лице й 3.1. Оп ре де лите вид завис имос ти крутизны данног о транзис тора и завис имос ть коэффицие нта ус иле ния в с х е ме с ОИ п ри RС =5 кОм от нап ряже ния затвор-ис ток. С равните п олуч е нны е завис имос ти с аналогич ны ми кривы ми для М Д П-транзис торов на п риме ре транзис тора с о вс трое нны м каналом К П201Л и транзис тора с индуцированны м каналом К П301Б (UС И= -15 В). Таб лица 3.1 UЗ И, В
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
IC /IC (0)
1
0.72
0.5
0.31
0.15
0.07
0
3.6. Оп ре де лите завис имос ть внутре нне го с оп ротивле ния транзис тора от нап ряже ния затвор-ис ток для М Д П-транзис торов К П201Л и К П301Б п ри UС И= -15 В и транзис тора с уп равляющ им п е ре х одом К П103Л . 3.7. Е диная ап п рокс имация ВА Х мощ ны х п оле вы х транзис торов с затвором Ш оттки име е т вид
27
I C (U З , UС) = I С1 ( UЗ , U С)[1 + B exp(− F(UЗ , UС) ], I С1 (UЗ , UС) = A(U З − U 0 )N {1 − exp[−
kUС ]}, UЗ − U0
Ψ1 + T( UЗ + ϕ Б )Ψ 2 . F( UЗ , UС) = PUС Д ля транзис тора А П602 коэффицие нты ап п рокс имации име ют с ле дующ ие знач е ния: A = 45,4 10-3; N = 1,4; k = 3,2; B = 24,4; P = 9,4; T = 3,1; Ψ 1 =1,5; Ψ 2 =2; φ Б =0,75 В, U0 = -3,5 В. Ис п ользуя графоаналитич е с кий ме тод, оп ре де лите п оложе ние ис х одной раб оч е й точ ки п ри EС = 4 В, RС =20 Ом и различ ны х знач е ниях нап ряже ния затвор-ис ток. Проанализируйте движе ние раб оч е й точ ки п ри изме не нии с оп ротивле ния нагрузки, об ъяс ните вид х аракте рис тик. 3.8. Оп ре де лите с вязь эле ме нтов п рос те йш е й физич е с кой эквивале нтной с х е мы п оле вого транзис тора (рис . 3.7) с е го y-п араме трами. Пояс ните ис п ользование п олуч е нны х с оотнош е ний для анализа ч ас тотны х с войс тв ПТ. Отве т: y11 = jω (CЗ С +CЗ И), y12= -jω CЗ С , y21= S - jω CЗ С , y22= g22- jω (CЗ С +CЗ И).
ImЗ UmЗИ
CЗС CЗИ
ImС SUmЗИ
g22
CСИ UmСИ
Р ис . 3.7 3.9. Ис п ользуя транзис тор К П303Г , рас с ч итать кас кад п о с х е ме , п оказанной на рис . 3.2. К ас кад долже н об е с п е ч ивать п олуч е ние макс имальной амп литуды вы х одного нап ряже ния. Ис п ользовать с ле дующ ие п араме тры с х е мы и транзис тора: EС = 15 В, S = 2,5 мА /В, U0= 2,5 В, IС Н А Ч = 5 мА , RВХ=100 кОм. Отве т: RИ = 0,33 кОм, RС = 2,2 кОм, RЗ = 100 кОм, Um ВЫ Х= 4,95 В, KU= 3. 3.10. Н а с х е му, ис п ользующ ую транзис тор с п е ре даточ ной х аракте рис тикой, изоб раже нной на рис . 3.3б , п одае тс я нап ряже ние u ВХ= =Umsinω t. Рас с ч итать формутока с тока п ри Um = 0,5 В; 1 В; 1,5 В. 3.11. Ис п ользуя транзис тор К П303Г , рас с ч итать п араме тры кас када п о с х е ме , п оказанной на рис . 3.2 п ри коэффицие нте ус иле ния п о нап ряже нию KU = 10 на ч ас тотах б оле е 50 Г ц и EС = 15 В. Отве т: RИ = 2 кОм, RС = 12 кОм, CИ= 200 мкФ .
28
4. РА СЧЕ Т СХ Е М Н А Т РА Н ЗИ СТ О РА Х . М Н О ГО К А СК А Д Н ЫЕ У СИ ЛИ Т Е ЛИ . У СИ ЛИ Т Е ЛИ М О Щ Н О СТ И . ЭЛЕ К Т РО Н Н ЫЕ К ЛЮ ЧИ . ГЕ Н Е РА Т О РЫ И М П У ЛЬ СО В П рим еры реш ения з ад ач 4.I. Н а рис . 4.1а п риве де на с х е ма двух кас кадног о ус илите ля на б ип олярны х транзис торах . С п омощ ью с х е мы заме щ е ния (рис . 4.1б ) п е рвого ус илите льного кас када оп ре де лить коэффицие нт ус иле ния K0 кас када на с ре дних ч ас тотах , ве рх нюю и нижнюю ч ас тоты , на которы х коэффицие нт ус иле ния раве н K0 0,5 /(2) , е с ли изве с тно, ч то K0X = 175, RВ ЫХ 1 = 1 кОм, е мкос ть конде нс атора с вязи CС1 = 2 мкФ , е мкос ть C02 = 0,01 мкФ , вх одное с оп ротивле ние второго кас када RВ Х 2 = 320 Ом.
+ EК RК 1
RК 2
R2Б 1
СС2
R2Б 2
С1
СС1
UВ Х R1Б 1
RЭ1
СЭ1 R1Б 2
СЭ2 UВ ЫХ
RЭ2
Р ис . 4.1а
Е CC1 RВ ЫХ 1
К
RН UН
С02
R2Б С1
RВ Х 2 UВ ЫХ
UВ ЫХ Х Р ис . 4.1б
UВ Х
R1Б
RЭ
СЭ
Р ис . 4.2
Ре ш е ние Ис п ользуе м формулу для коэффицие нта ус иле ния на с ре дних ч ас тотах , с х е му заме щ е ния и с оотнош е ния для ве рх не й и нижне й гранич ны х ч ас тот[1,2,10]:
29
1. K0 = UВ ЫХ / UВ Х = UВ ЫХ Х RВ Х 2 / [(RВ ЫХ 1 + RВ Х 2 ) UВ Х ] = = K0Х UВ Х RВ Х 2 / [(RВ ЫХ 1 + RВ Х 2 ) UВ Х ] = K0Х RВ Х 2 / (RВ ЫХ 1 + RВ Х 2) = 42,5. 2. f В = [2π C02 RВ ЫХ 1 RВ Х 2 / (RВ ЫХ 1 + RВ Х 2 )]-1 = 65.6 кГ ц. 3. f Н = [2π C01 (RВ ЫХ 1 + RВ Х 2)] -1 = 60 кГ ц. 4.2. Однотактны й ус илите ль мощ нос ти (рис . 4.2) на транзис торе с х аракте рис тиками, изоб раже нны ми на рис .4.3, раб отае т в ре жиме А на нагрузоч ны й ре зис тор RН = 20 кОм. Пользуяс ь с е ме йс твом вы х одны х х аракте рис тик IК (UК Э ), оп ре де лить вы х одную мощ нос ть PН , коэффицие нт транс формации n вы х одного транс форматора, об е с п е ч ивающ ий коэффицие нт ус иле ния п о мощ нос ти, б лизкий к макс имальному п ри минимальны х не лине йны х ис каже ниях , е с ли EК = -12,5 В, UВ Х m = 2 В.
РК
IК , мА
ДО П
400 а
IБ = 5,5 мА 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0
300
200
0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5
100 в
0
5
10
15
20
25
UК Э, В
Р ис . 4.3 Ре ш е ние Вс оотве тс твии с [1,2,6] для нах ожде ния вы х одной мощ нос ти PН = 0.5 Um Im и коэффицие нта транс формации n = w1 / w2 = (RН * / RН )0.5 (где RН * = Um / Im п риве де нное с оп ротивле ние нагрузки, Um - амп литуда п е ре ме нног о нап ряже ния на колле кторе , Im - амп литуда тока колле ктора) не об х одимо найти ве лич ины Um и Im . Ис п ользуе м для этого с е ме йс тво вы х одных х аракте рис тик (рис .4.3). По заданному EК = 12,5 В, ис п ользуя ус ловие раб оты ус илите ля в клас с е А , вы б е ре м раб оч ую точ ку 0 на кривой, с оотве тс твующ е й п риме рно с е ре дине диап азона изме не ния IБ п ри IБ =3,5 мА . Ч е ре з раб оч ую точ ку п рове де м наг рузоч ную п рямую с уч е том кривой доп ус тимой мощ нос ти так, ч тоб ы точ ка a, рас п оложе нная на кривой
30
IБ =5,5 мА , и точ ка в, рас п оложе нная на кривой IБ = 1,5 мА , нах одилис ь п риме рно на равны х рас с тояниях от точ ки 0. Ис п ользуя ре зультаты п рове де нных п ос трое ний, оп ре де лим амп литуды нап ряже ния на колле кторе Um и колле кторного тока Im 2Um = 18 B, 2Im = 280 мA. Подс тавляя Um , Im в п риве де нные с оотнош е ния, найде м ис комые п араме тры ус илите ля мощ нос ти Rн+ = 64 Ом , Pн = 0.6 3Вт , n = 1.79.
UП RК 1
R1 С1
R2
RК 2 С2
VT1
VT2
Рис . 4.4 4.3. Рас с ч итать мультивиб ратор на транзис торах рис .4.4 п ри с ле дующ их п араме трах Um = 9 В, t U =100 мкс , t П З = 20 мкc , tФ < 3 мкс . Ре ш е ние Пре дп оложим, ч то в мультивиб раторе ис п ользованы транзис торы КТЗ З З А . Вы б ор марки транзис торов оп равдан те м, ч то они об е с п е ч ивают вре мя п е ре ключ е ния ~ 10-7 с . При рас ч е тах ис п ользуе м с п равоч ны е данны е транзис торов: UП = 10 В; IК М А Х < 45 мА (имп ульс ны й ре жим п ри tИ < 20 мкс ); IК М А Х < 20 мА (п ос тоянны й ток); IК Б 0 < 0,4 мкА ; h21Э < 90; UК Э Н А С < 0,2 В; UБ Э Н А С < 0,8 В; CК < 3,5п Ф ; CЭ < 4 п Ф ; UП О Р = 0,6 В; UБ + < 3,5 В. По с п равоч ны м данны м оп ре де лим нап ряже ние ис точ ника п итания UП = (1.1… 1.2) Um = 10 B. Вы б е ре м колле кторны й ток транзис торов в ре жиме нас ы щ е ния IК 1 = IК 2 = 10 мА . Пре дп оложим, UК Э Н А С = 0.2 B, UБ Э Н А С = 0.7 B, h21Э = 90. При рас ч е те мультивиб ратора (рис .4.4) не об х одимо вы ч ис лить ве лич ины R1, R2 , RК 1 , RК 2, C1, C2 .Н айде м их с ис п ользование м формул [1,10,11] 1. RК 1 = RК 2 = (UП – UК Э Н А С) / IК 1 = 980 Ом. 2. С оп ротивле ния R1 и R2 найде м, ис х одя из ус ловия нас ы щ е ния транзис торов в открытом с ос тоянии IБ 1 > IБ ГР = IК 1 / h21э , откуда (UП – UБ Э Н А С) / R1 > (UП – UК Э Н А С) / h21Э RК 1 ,
31
Ri < h21Э RК 2 (UП – UБ Э Н А С) / (UП – UК Э Н А С) = 83.7 кОм (i=1,2). Пус ть R1 = R2 = 60 кОм. 3. Н айде м е мкос ти конде нс аторов C1 = tИ / R1 L, C2 = tП З / R2 L, L = ln [(2 UП – UБ Э Н А С – UК Э Н А С) / (UП – UБ Э Н А С)], C1 = 2300 п Ф , C2 = 460 п Ф . Рас ч е тная длите льнос ть фронта tФ = (3… 5) RК 2 C2 = 2,2 мкс ме ньш е заданной.
+ UП RК 1
С1
RК 2 UВ ЫХ
VT1 R1 UВ Х R3
RЭ
VT2
R2
Рис . 4.5 4.4. Рас с ч итать триг ге р Ш митта на транзис торах (рис . 4.5) п ри с ле дующ их п араме трах UСРБ = 3 В, UО Т = I В, UП = 10 В. Ре ш е ние Вы б е ре м транзис тор К ТЗ З З А . Е го п араме тры п риве де ны в п риме ре 4.3. Из с оотнош е ний [1,10,11] нах одим I. RК 2 + RЭ = (UП – UК Э Н А С) / IК 2 = 980 Ом . ( IК 2 = 10 мА ). 2. RЭ = (UСРБ + UБ Э Н А С) (RК 2 + RЭ)/ UП = 360 Ом. 3. RК 2 = 620 Ом. 4. RК 1 = UП RЭ / (UО Т – UБ Э Н А С) = 12 кОм. 5. Из ус ловия нас ы щ е ния транзис тора VT2 найде м ток б азы IБ 2 > IБ ГР = IК Н А С / h21Э = 0,1 мА . Паде ние нап ряже ния на ре зис торе R2 UR2 = UБ Э Н А С + URЭ = 4.4 B (IЭ = 10 мА ). Ток ч е ре з R2 найде м из ус ловия IR2 > IБ 2 , IR2 = 0.2 мА . Тог да R2 = UR2/ IR2 = 22 кОм. 6. С оп ротивле ние R1 рас с ч итае м из с оотнош е ния UП = (RК 1 + R1) (IБ 2 + IR2 ) + UR2 как R1 = (UП – UR2) Rк1 / (IБ 2 + IR2) = 6.4 кОм.
32
7. Полаг ая вре мя жизни не ос новных нос ите ле й τ =10-7, вы ч ис лим е мкос ть конде нс атора C1 = τ / R1 = 15 п Ф . 8. С оп ротивле ние ре зис тора R3 найде м из ус ловия R3 > 10 RЭ: R3 = 5 кОм. 4.5. Рас с ч итать п араме тры транзис торног о ключ а на кре мние вом эп итакс иально-п ланарном n-p-n транзис торе К ТЗ З З А . Ре ш е ние Параме тры транзис тора п риве де ны в п риме ре 4.3. Д ля рас ч е та с тандартной с х е мы ключ а не об х одимо вы ч ис лить ве лич ины с оп ротивле ния ре зис тора в колле кторной це п и RК , ре зис тора RБ , вре мя заде ржки включ е ния t ЗД , длите льнос ть фронта t Ф , длите льнос ть с п ада tСП , вре мя рас с ас ы вания нос ите ле й t РА С . Ис п ользуе м с оотнош е ния[1,10,11]: I. RК = (UП – UК Э Н А С) / IК Н А С = 220 Ом. 2. Д ля оп ре де ле ния Rб найде м из ус ловия нас ы щ е ния ключ а б азовы й ток IБ + IБ + > IБ ГР = IК Н А С / h21Э = 0.5 мА . Вы б е ре м IБ + = I мА . 3. Принимая UБ + = 2,5 В, найде м RБ = (UБ + - UБ Э Н А С) / IБ + = 1.8 кОм. 4. Оп ре де лим б азовы й ток вы ключ е ния IБ -, п риняв UБ - = - 1,7 В IБ - = = (UБ - - UБ Э Н А С) / RБ = 0,55 мА 5. Вре мя заде ржки включ е ния TЗД = RБ (CК + CЭ) ln[(UБ + + UБ -) / (UБ + – UБ Э Н А С )] = 10 нс . 6. Принимая вре мя жизни не ос новны х нос ите ле й τ =10-7 с , вы ч ис лим п араме тры t Ф ,tРА С ,t СП t Ф = τ ln [h21Э IБ +(h21Э IБ + - IК Н А С ) ] = 70 нс ; -1 t РА С = τ ln [ (IБ + + IБ -)( IБ - +IК Н А С /h21Э) ] = 30 нс ; t сп = τ ln [ (Iб- + Iк нас /h21Э) / Iб- = 65 нс . -1
Зад ач и и вопросы 4.1. Рас с ч итайте амп литудно-ч ас тотную х аракте рис тику n кас кадно включ е нны х ус илите ле й с ре зис тивно-е мкос тны ми с вязями. 4.2. Оп ре де лите влияние отрицате льной об ратной с вязи, ох ваты вающ е й двух кас кадны й ус илите ль с ре зис тивно-е мкос тны ми с вязями. 4.3. Оп ре де лите , какую наиб ольш ую мощ нос ть PВЫ Х и п ри каких ус ловиях можно п олуч ить п ри ис п ользовании в ус илите ле мощ нос ти транзис тора с п араме трами IК MAX = 0,3 А , UК Э MAX =30 В. Транзис тор раб отае т в ре жиме А , а п одле жащ ие ус иле нию с игналы име ют с инус оидальную форму. Отве т: PВЫ Х= 1 Вт, оп тимальное с оп ротивле ние нагрузки – 90 Ом.
33
4.4. Оп ре де лите , какой коэффицие нт транс формации в с х е ме (рис . 4.1) долже н име ть транс форматор, ч тоб ы п ри с оп ротивле нии наг рузки, п одключ е нной к е го вторич ной об мотке RН = 8 Ом, об е с п е ч ивалас ь макс имальная вы х одная мощ нос ть. В с х е ме ис п ользуе тс я транзис тор из задач и 4.3. Отве т: 3,8. 4.5. Оп ре де лите с татич е с кие п оте ри п ри ис п ользовании в с х е ме коммутации б ип олярног о транзис тора К Т874Б и п оле вог о транзис тора К П704А . Н ап ряже ние п итания UП= 27 В, с оп ротивле ние нагрузки RН =25 Ом, уп равляющ е е нап ряже ние 4 В. Отве т: Д ля б ип олярного транзис тора макс имальная мощ нос ть п оте рь с ос тавляе т 11,27 Вт, для п оле вог о – 31.45 Вт. 4.6. Оп ре де лите динамич е с кие п оте ри в транзис торе тип а К Т874Б п ри коммутации RL-нагрузки с п араме трами RН = 2,5 Ом, LН =10 мГ н, UП=27 В, fК ОМ =20 кОм. Отве т: М ощ нос ть п оте рь PД ИН = 2,4 Вт. 4.7. Рас с ч итайте с х е му мультивиб ратора (рис . 4.4) с п араме трами: нап ряже ние п итания UП=-12 В, длите льнос ть имп ульс а 0,3 мс , п е риод 1 мс . В с х е ме ис п ользован транзис тор К Т203Б . Отве т: RК 1=RК 2= 1,5 кОм, R1=R2= 30 кОм, C1 = 15 нФ , C2 =33 нФ .
+ UП R2
RК 1
С1
R1
RК 2 UВ ЫХ
С2 UВ Х
VT1 R3
VT2
RЭ
Р ис . 4.6 4.8. Рас с ч итайте одновиб ратор с эмитте рной с вязью (рис .4.6) на транзис торах п ри UП = 9 В, t И =50 мкс , t В = 30 мкс , t Ф <1 мкс , CК = 20 п Ф . Приме ч ание : ис п ользовать транзис тор К ТЗ З З А . Отве т: R К 2 = 900 Ом, RЭ = 80 Ом, R 3 = 400 Ом, R2 = 9,6 кОм. R1= 42,5 кОм, C1 = 1600 п Ф , RК 1 =375 кОм. ( IК 1 = 2,7 мА . IБ 1 = 0,03 мА , I23 = 1 мА ).
34
Реком енд уем ая литература Ос новная лите ратура 1. Оп адч ий Ю .Ф . А налоговая и цифровая эле ктроника / Ю .Ф . Оп адч ий, О.П. Г лудкин, А .И. Г уров. - М .: Г оряч ая линия – Те ле ком, 2003. – 768 с . 2. Павлов В.Н . С х е моте х ника аналоговы х эле ктронных ус тройс тв / В.Н . Павлов, В.Н . Н ог ин. – М .: Г оряч ая линия – Те ле ком, 2003. – 320 с . 3. Пряниш ников В.А . Э ле ктроника: Полны й курс ле кций/ В.А . Пряниш ников. С Пб .: Уч ите ль и уч е ник: К ОР ОН А п ринт, 2003. - 416 с . 4. Л ач ин В.И. Э ле ктроника /В.И. Л ач ин, Н .С . С аве лов. – Рос тов н/Д : Ф е никс , 2002. – 576 с . 5. Те ре х ов В.А . З адач ник п о эле ктронны м п риб орам/ В.А . Те ре х ов. - С Пб .: Л ань, 2003. - 280с . Д оп олните льная лите ратура 6. Ос новы радиоэле ктроники / Под ре д. Г .Д . Пе трух ина. - М .: Изд-во М А И, 1993. - 416 с . 7. М анае в Е .И. Ос новы радиоэле ктроники/ Е .И. М анае в. - М .: Радио и с вязь, 1990. - 511 с . 8. Ж е ре б цов И.П. Ос новы эле ктроники/ И.П. Ж е ре б цов. - Л .: Э не ргоатомиздат, 1990. - 352 с . 9. Б атуш е в В.А . Э ле ктронны е п риб оры / В.А . Б атуш е в. - М .: Вы с ш ая ш кола, 1980. -383 с . 10. Ос новы п ромы ш ле нной эле ктроники / Под ре д. В.Г . Г е рас имова. М .: Вы с ш ая ш кола, 1986. – 335 с . 11. Б ыс тров Ю .А . Э ле ктронны е це п и и ус тройс тва/ Ю .А . Б ы с тров, И.Г . М ироне нко. - М .: Выс ш ая ш кола, 1989. - 287 с . 12. С б орник задач п о эле ктроте х нике и ос новам эле ктроники/ Под ре д. В.Г . Г е рас имова. - М .: Вы с ш ая ш кола, 1987. - 288 с .
35
С ос тавите ли:
Короб ова А лла Д митрие вна С б итне в Ю рий Прокофье вич
Ре дактор
Тих омирова Ольг а А ле кс андровна