Розрахунок транзисторного підсилювача графічним методом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний авіаційний університет

Інститут інформаційно-діагностичних систем

Розрахунково-графічна робота

з дисципліни: Компонентна база засобів технічного захисту інформації

"Розрахунок транзисторного підсилювача графічним методом"

Виконав

Студент гр. СЗ - 121

Доставалов Валерій

Перевірив

Професор , к.т.н.

Нікітін А.П.

Київ 2013



Загальні теоретичні відомості про біполярний транзистор

Транзистор -- напівпровідниковий елемент електронної техніки, який дозволяє керувати струмом, що протікає через нього, за допомогою прикладеної до додаткового електрода напруги.

Транзистори є основними елементами сучасної електроніки. Зазвичай вони застосовуються в підсилювачах і логічних електронних схемах, У мікросхемах в єдиний функціональний блок об'єднані тисячі й мільйони окремих транзисторів.

За будовою та принципом дїї транзистори поділяють на два великі класи: біполярні транзистори Й польові транзистори. До кожного з цих клас входять численні тили транзисторів, що відрізняються за будовою і характеристиками. біполярний транзистор інверсний

Визначення біполярного транзистора

Біполярний транзистор -- напівпровідниковий елемент електронних схем, із трьома електродами, один з яких служить для керування струмом між двома іншими. Термін «біполярний» підкреслює той факт, що принцип роботи приладу полягає у взаємодії з електричним полем частинок, що мають як позитивний, так і негативний електричний заряд.

Виводи біполярного транзистора називаються емітером, базою і колектором. В залежності від типу носіїв заряду, які використовуються в транзисторі, біполярні транзистори поділяються на транзистори NPN та PNP типу. В транзисторі NPN типу емітер і колектор легуються донорами, а база -- акцепторами. В транзисторі PNP типу -- навпаки.

Історія винаходу

Біполярний транзистор винайшли в 1947 році Джон Бардін і Волтер Браттейн під керівництвом Шоклі із Bell Labs, за що отримали Нобелівську премію з фізики. Вперше його продемонстрували 16 грудня, а 23 грудня відбулось офіційне представлення винаходу і саме ця дата вважається днем відкриття транзистора.

Будова

На рисунку внизу схематично показана будова біполярного транзистора NPN типу. Колектором служить напівпровідник n-типу, легований донорами до невисокої концентрації 10(13)-10(15) см?3. Перед створенням бази напівпровідник покривають фоторезистом і за допомогою літографії звільняють вікно для легування акцепторами. Атоми акцептора дифундують в глибину напівпровідника, створюючи область із доволі високою концентрацією -- 10(17)-10(18) см?3. На третьому етапі знову створюється вікно для легування донорами й утворюють емітер із ще вищою концентрацією домішок, необхідною для того, щоб спочатку компенсувати акцептори, а потім створити напівпровідник n-типу. Відношення домішок у емітері й у базі повинно бути якомога більшим для забезпечення гарних характеристик транзистора.

Ще кращих характеристик можна досягти, якщо перехід між базою й емітером зробити гетеропереходом, у якому емітер має набагато більшу ширину забороненої зони, хоча це і збільшує собівартість транзистора. В такому випадку на поверхню бази через вікно напилюється інша речовина.

Принцип дії біполярного транзистора

З малюнка видно, що транзистор являє собою власне кажучи два напів провідникових діоди, що мають одну загальну область -- базу, причому до емітерного р-n переходу прикладена напруга Е1 у прямому (пропускному) напрямку, а до колекторного переходу прикладена напруга Е2 у зворотному напрямку. Звичайно |Е2 |» |Е1|. При замиканні вимикачів SA1 SA2 через емітерний р-n перехід здійснюється інжекція дірок з емітера в область бази.

Одночасно електрони бази будуть проходити в область емітера. Отже, через емітерний перехід піде струм по наступному шляху: +Е1, міліамперметр РА1, емітер, база, , міліамперметр РА2, вимикачі SA2 і SA1, - Е1.

Якщо вимикач SA1 розімкнути, а вимикачі SA2 і SA3 замкнути, то в колекторному ланцюзі пройде незначний зворотний струм, викликаний спрямованим рухом неосновних носив заряду - дірок бази й електронів колектора, шлях струму; ₊Е2, вимикачі SA3 і SA2, міліамперметр PA2, база.

Розглянемо тепер проходження струмів у ланцюгах транзистора при замиканні всіх трьох ключів. Як видно з рисунка 5, підключення транзистора до зовнішніх джерел живлення приводить до зміни висоти потенційних бар'єрів р-n переходів. Потенційний бар'єр емітерного переходу знижується, а колекторного -- збільшується.

Струм, що проходить через емітерний перехід, одержав назву емітерного струму (ІЕ). Цей струм дорівнює сумі діркової і електронної складових

Якби концентрація дірок і електронів у базі і емітері була однаковою, то прямий струм через емітерний перехід створювався б переміщенням однакового числа дірок і електронів у протилежних напрямках. Але в транзисторах, як було сказано вище, концентрація носіїв заряду в базі значно менше, ніж в емітері. Це приводить до того, що число дірок, інжектованих з емітера в базу, у багато разів перевищує число електронів, що рухаються в протилежному напрямку. Отже, майже весь струм через емітерний р-n перехід обумовлений дірками. Ефективність емітера оцінюється коефіцієнтом інжекції ?, що для транзисторів типу р-n-р дорівнює відношенню діркової складової емітерного струму до загального струму емітера:



В сучасних транзисторах коефіцієнт г звичайно мало відрізняється від одиниці (г = 0,999).

Інжектовані через емітерний перехід дірки проникають усередину бази. У залежності від механізму проходження носіїв заряду в області бази відрізняють бездрейфові і дрейфові транзистори. У бездрейфових транзисторах перенос неосновних носіїв заряду через базову область здійснюється в основному за рахунок дифузії. У дрейфових транзисторах в області бази шляхом відповідного розподілу домішок створюється внутрішнє електричне поле і перенос неосновних носіїв заряду через базу здійснюється в основному за рахунок дрейфу.

Незважаючи на визначені розходження в механізмі проходження носіїв заряду через базу, і в бездрейфових, і в дрейфових транзисторах дірки, потрапивши в базу, для якої вони є неосновними носіями заряду, починають рекомбінувати з електронами. Але рекомбінація -- процес не миттєвий. Тому майже всі дірки встигають пройти через тонкий шар бази і досягти колекторного р-n переходу перш, ніж відбудеться рекомбінація. Підійшовши до колектора, дірки відчувати дію електричного поля колекторного переходу. Це поле для дірок є прискорюючим, тому вони в результаті екстракції швидко втягуються з бази в колектор і беруть участь у створенні струму колектора. Ланцюг колекторного струму: +Е2, вимикачі SA3 і SA1, міліамперметр РА1, емітер, база, колектор, міліамперметр РАЗ, - Е2.

Приймаючи в увагу малий ступінь рекомбінації дірок з електронами в області бази, можна вважати струм колектора ІК приблизно рівних струму емітера ІЕ.:

Ті дірки, що все-таки рекомбінують в області бази з електронами, беруть участь у створенні струму бази ІБ, який проходить в колі:

+Е1, міліамперметр РА1, емітер, база, міліамперметр РА2, вимикачі SA2 і SA1. Отже, струм бази дорівнює різниці струмів емітера і колектора

Неважко помітити також, що струм емітера, виміряний міліамперметром РА1, дорівнює сумі струмів бази і колектора, виміряних відповідно приладами РА2 і РАЗ, тобто

Необхідно звернути увага на те, що, хоча електрони і дірки рухаються в протилежних напрямках, струми в колах транзистора проходять в одному напрямку, що збігається з напрямком руху носіїв заряду позитивної полярності - дірок. Це неважко зрозуміти, якщо врахувати, що протилежний напрямок руху електронів і дірок компенсується їх протилежним знаком. Отже, при утворенні струму в ланцюгах транзистора мова може йти не про різницю, а саме про суму електронної і діркової складових.

Для оцінки впливу рекомбінації носіїв заряду в базі на підсилювальні властивості транзистора використовується коефіцієнт переносу носіїв у базі, що показує, яка частина інжектованих емітером дірок досягає колекторного переходу.

Цей коефіцієнт можна визначити по формулі



Коефіцієнт переносу д тим ближче до одиниці, чим менше товщина бази і концентрація електронів у базі в порівнянні з концентрацією дірок в емітері.

Одним з основних параметрів транзистора є коефіцієнт передачі струму емітера, що дорівнює відношенню збільшення струму колектора до збільшення струму емітера при незмінній напрузі на колекторному переході:

Цей коефіцієнт може бути виражений через величини г і д наступним співвідношенням:

Так як г і д менше одиниці, то коефіцієнт передачі струму емітера б також не перевищує одиниці. Звичайно а = 0,95...0,99. Чим більше коефіцієнт б, тим менше відрізняються між собою струми колектора і емітера, тим більше ефективно можуть бути використані підсилювальні властивості транзистора.

Оскільки в ланцюзі колектора крім струму, обумовленого екстракцією дірок з бази в колектор, протікає власне зворотний струм колекторного переходу ІКБО , то повний струм колектора

Враховуючи, що струм ІКБО по величині незначний, можна прийняти



З виразу (10) випливає, що транзистор являє собою керований прилад, тому що величина його колекторного струму залежить від величини струму емітера.

Система позначень сучасних типів транзисторів встановлена галузевим стандартом ГОСТ і класифікується по таким ознакам:

по призначенню

физичним властивостям,

основним електричним параметрам,

конструктивно-технологічним ознакам,

роду висхідного напівпровідникового матеріалу

Відповідно до появи нових класифікаційних груп транзисторів вдосконалюється і сама система їх умовних позначень. Система позначень сучасних типів транзисторів також встановлена галузевим стандартом і базируется на ряді класифікаційних ознак в основу системи позначень яких, встановлено букво-цифровий код.

Перший елемент цього позначення означає висхідний напівпровідниковий матеріал, на основі якого виготовлений транзистор, а для позначення висхідного матеріалу використовуються наступні символи:

Г або цифра 1 - для германію або його з'єднань

К або цифра 2 - для кремнію або його з'єднань

А або цифра 3 - для з'єднань галію

І або цифра 4 - для з'єднань индия

Другий елемент позначення - буква, що визначає підкласс або групу транзисторів. Для позначення підкласів використовується одна з двох букв. Буква Т - використовується для біполярних, а П - для польових транзисторів.

Третій елемент - являється цифрою, яка визначає основні функціональні можливості транзистора (значення розсіюваної потужності і його макчимальну частоту частоту). Для позначення експлуатаційних ознак транзисторів малої потужності (не більше 0,3 Вт) застосовуються наступні цифри:

1 - з граничною частотою коефіцієнта передачі струму або максимальною робочою частотою (далі граничною частотой) не більше 3 Мгц;

2 - з граничною частотою більше 3, але не більше 30 Мгц;

3 - з граничною частотою більше 30 Мгц.

Для транзисторів середньої потужності, максимальна потужність, розсіювання яких, більша 0,3 Вт, але меньша 1,5 Вт:

4 - з граничною частотою не більше 3 Мгц;

5 - з граничною частотою більше 3, але не більше 30 Мгц;

6 - з граничною частотою більше 30 Мгц;

Для транзисторів більшої потужності, максимальна потужність, розсіювання яких більша 1,5 Вт:

7 - сторінковою частотою не більше 3 Мгц;

8 - з граничною частотою більше 3, але не більше 30 Мгц;

9 - з граничною частотою більше 30 Мгц.

Четвертий елемент - це число, яке позначає порядковий номер розробки технологічного типу транзисторів. Для позначення порядкового номера використовують двохзначні числа від 01 до 99. Якщо порядковий номер розробки перевищує число 99, то застосовують тризначні числа від 101 до 999.

П'ятий елемент - це буква, умовно визначаюча классификацию по параметрах транзисторів, виготовлених за одиничною технологією.

Як класифікаційна літера приміняють букви російського алфавіту.

Стандарт передбачає також введення в позначення ряду додаткових знаків при необхідності відзначити окремі конструктивно-технологічні особливості приладів.

1 - з гнучкими виводами без кристалотримача

2 - з гнучкими виводами на кристалотримачі

3 - з жорсткими виводами без кристалотримача

4 - з жорсткими виводами на кристалотримачі

5 - з контактними майданчиками без кристалотримача і без виводів

6 - з контактними площадками на кристалотримачі без виводів

Класифікація

Транзистори класифікуються за вихідним матеріалом, розсіюваною потужністю, діапазоном робочих частот, принципом дії. В залежності від вихідного матеріалу їх поділяють на дві групи: германієві та кремнієві. За діапазоном робочих частот їх ділять на транзистори низьких, середніх та високих частот, за потужністю -- на класи транзисторів малої, середньої та великої потужності. Транзистори малої потужності ділять на шість груп: підсилювачі низьких і високих частот, малошумні підсилювачі, перемикачі насичені, ненасичені та малого струму; транзистори великої потужності -- на три групи: підсилювачі, генератори, перемикачі. За технологічними ознаками розрізняють сплавні, сплавно-дифузійні, дифузійно-сплавні, конверсійні, епітаксіальні, планарні, епітаксіально-планарні транзистори.

Окрім поділу на біполярні та польові транзистори, існує багато різник типів, специфічних за своєю будовою.

Біполярні транзистори розрізняються за полярністю: вони бувають р-n-р та п-р-п типу. Середня літера в цих позначеннях відповідає типу провідному матеріалу бази.

Польові транзистори розрізняються за типом провідності із каналів: на канальні (основний тип провідності -- діркоаий) та п-канальні -- основний тип провідності електронний.

Серед польових транзисторів найбільш поширені транзистори типу метал-оксид-напівпровідник, які можуть використовувати або область збагачення або область збіднення. Свою назву МДН-траизистор (метал-діелектрик-напівпровідник) отримав завдяки тому, що в ньому металевий затвор відділений від напівпроівдника шаром діелектрика. Для транзисторів на основі кремнію цим діелектриком с діоксидом кремнію, що технологічно утворюється при вибірковому окисленні напівпровідника.

Своєрідним гібридом біполярного та польового транзистора є IGBT-транзистор (анг. Isolated Gate Dipolar Transistor - біполярний транзистор із Ізольованим переходом), що зараз широко використовується в силовій електроніці, У флеш-пам'яті використовуються польові транзистори Із плаваючим затвором - Ізольованою діелектриком провідною областю всередині каналу, яка може захоплювати носії зяряду й зберігати 'їх, таким чином створюючи можливість для запису й зчитування інформації

Транзистори розрізняються твкож за матеріалом, за максимальною потужністю, максимальною частотою, за призначенням, за тилом корпуса.

Найпоширеніший напівпровідниковий матеріал для виробництва транзисторів -- кремній. Використовуються також германій, арсенід галію та інші бінарні напівпровідники.

Застосування

Транзистор має два основні застосування: у якості підсилювача та у якості перемикача.

Підсилювальні властивості транзистора зв'язані з його здатністю контролювати великий струм між двома електродами за допомогою малого струму між двома іншими електродами. Таким чином малі зміни величин сигналу в одному електричному колі можуть відтворюватися з більшою амплітудою в іншому колі.

Використання транзистора у якості перемикача пов'язане з тим, що приклавши відповідну напругу до одного з його виводів, можна зменшити практично до нуля струм між двома іншими виводами, що називають запиранням транзистора. Цю властивість використовують для побудови логічних вентилів.

Корпусування й монтаж

Корпуси транзисторів виготовляються з металу, кераміки або пластику. Для транзисторів великої потужності необхідно додаткове охолодження.

Транзистори монтуються на друкованих платах за технологією «через отвір», або за технологією поверхневого монтажу. При технології «через отвір», виводи транзисторів вставляються в попередньо просвердлені в платі отвори. Корпуси транзисторів стандартизовані, але послідовність виводів ні, вона залежить від виробника.

Режими роботи транзистора

В залежності від того, в яких станах знаходяться переходи транзистора, розрізняють режими його роботи. Оскільки в транзисторі є 2 переходи (емітерний та колекторний), і кожен із них може знаходитись в двох станах (відкритому та закритому), розрізняють чотири режими роботи транзистора. Основним є активний режим, при якому емітерний перехід знаходиться у відкритому стані, а колекторний -- в закритому. Транзистори, які працюють в активному режимі, використовуються в схемах підсилення. Окрім активного виділяють інверсний режим, при якому емітерний перехід закритий, а колекторний -- відкритий, режим насичення, при якому обидва переходи відкриті, та режим відсічки, при якому переходи закриті. Першою практичною математичною моделлю біполярного транзистора була Модель Еберса--Молла.

Активний режим

Активному режиму роботии транзистора відповідає відкритий стан емітерного переходу і закритий колекторний перехід. В цьому режимі переходи транзистора мають різну ширину: закритий колекторний перехід значно ширший ніж відкритий емітерний перехід. Окрім наскрізного потоку електронів, в структурі в активному режимі проттрікає інший потік, а саме, зустрічний потік дірок, що рухаються із бази в емітер. Два зустрічних потоки (дірок та електронів) відображають ефект рекомбінації в базі. Електронний потік створюється електронами, які рухаються із емітера, однак не доходять до колекторного переходу (як електрони, що створюють наскрізний потік), а рекомбінують із дірками в базі. Дірковий потік створюється дірками, що надходять із зовнішнього кола в базу для компенсації втрати дірок внаслідок рекомбінації з електронами. Вказані потоки створюють в зовнішніх колах емітера і бази додаткові складові струмів. На рисунку також показані потоки неосновних носіїв заряду, що створюють власний тепловий струм колекторного переходу (потік електронів, що рухаються із бази в колектор, та потік дірок з колектора в базу).

Наскрізний потік є єдиним корисним потоком носіїв в транзисторі, оскільки визначає можливість підсилення електричних сигналів. Всі інші потоки не беруть участі в підсиленні сигналу, і тому є побічними. Для того щоб транзистор мав високий коефіцієнт підсилення, необхідно щоб побічні потоки були якомога слабші в порівнянні з корисним наскрізним потоком.

Інверсний режим

Інверсний режим (інверсний активний режим) роботи біполярного транзистора аналогічний активному режиму з відмінністю лише в тому, що в цьому режимі у відкритому стані знаходиться колекторний перехід, а в закритому -- емітерний.

Режим насичення

В режимі насичення обидва переходи транзистора знаходяться у відкритому стані. В цьому режимі електрони і з емітера, і з колектора рухаються в базу, внаслідок чого в структурі протікають два зустрічних наскрізних потоки електронів (нормальний та інверсний). Від співвідношення цих потоків залежить напрям струмів, що протікають в колах емітера та колектора. Внаслідок подвійного насичення бази, в ній накопичуються надлишкові електрони, внаслідок чого посилюється їх рекомбінація з дірками і рекомбінований струм бази є набагато вищим, ніж в активному чи інверсному режимах. У зв'язку із насиченням бази транзистора і його переходів, надлишковими носіями зарядів, опір останніх стає дуже маленьким. Тому електричні кола, що містять транзистор в режимі насичення можна вважати короткозамкненими.

Режим відсічки

В режимі відсічки обидва переходи транзистора знаходяться у закритому стані. Наскрізні потоки електронів в цьому режимі відсутні. Через переходи транзистора протікають потоки неосновних носіїв заряду, що створюють малі некеровані теплові струми переходів. База і переходи транзистора в режимі відсічки збіднені рухомими носіями заряду, внаслідок чого їх опір є дуже високим. Тому вважають, що транзистор в режимі відсічки розриває електричне коло. Режим насичення та відсічки використовуються при роботі транзистора в імпульсних схемах.

Схеми включення біполярних транзисторів

Існує три основні схеми включення транзисторів. При цьому один з електродів транзистора є загальною точкою входу і виходу каскаду. Треба пам'ятати, що під входом (виходом) розуміють точки, між якими діє вхідна (вихідна) змінна напруга. Основні схеми включення називаються схемами зі спільним емітером (СЕ), спільною базою (СБ) і спільним колектором (СК).

Схеми підключення

Будь-яка схема підключення транзистора характеризується двома основними показниками:

· коофіцієнт підсилення по струм

n=Iвих/Iвх

· вхідний опір

Rвх=Uвх/Iвх

Схема зі спільною базою

Коефіцієнт підсилення по струму:

Iвих/Iвх=Iк/Iе=б [б<1]



Вхідний опір

Rвх=Uвх/Iвх=Uбе/Iе.

Вхідний опір для схеми зі спільною базой малий і не перевищує 100 Ом для малопотужних транзисторів, оскільки вхідний ланцюг транзистора при цьому є відкритим емітерним переходом транзистора.

Переваги:

· Гарні температурні та частотні властивості

· Висока допустима напруга

Недоліки

· Мале підсилення по струму, оскільки б < 1

· Малий вхідний опір

· Два різні джерела напруги для живлення

Схема зі спільним емітером

Вихідні дані

I=I I=I U=U U=U

· Коефіцієнт підсилення по струму:

Iвих/Iвх=Iк/Iб=Iк/(Iе-Iк) = б/(1-б) = в [в>>1]

· Вхідий опір:

Rвх=Uвх/Iвх=Uбе/Iб

Переваги:

· Великий коефіцієнт підсилення по струму

· Великий коефіцієнт підсилення по напрузі

· Найбільше підсилення потужності

· Можна обійтись одним джерелом живлення

· Вихідна напруга інвертується відносно вхідної

Недоліки

· Гірші температурні та частотні властивості в порівнянні зі схемою зі спільною базою

Схема зі спільним колектором (емітерний повторювач)

Вихідні дані

I=I I=I U=U U=U

· Коефіцінт підсилення по струму:

Iвих/Iвх=Iе/Iб=Iе/(Iе-Iк) = 1/(1-б) = в [в>>1]

· Вхідний опір:

Rвх=Uвх/Iвх=(Uбе+Uке)/Iб Переваги

· Великий вхідний опір

· Малий вихідний опір

Недоліки

Коефіцієнт підсилення по напрузі менше 1

Параметри транзистора як чотирьохполюсника.h-парамеири

Чотирипомлюсник -- електрична схема з чотирма виводами, на два з яких подається вхідний сигнал, а з двох інших знімається вихідний сигнал.

Прикладом чотириполюсника є підсилювач, і будь-який прилад зі входом та виходом, призначений для передачі й переробки сигналів. Окремі функціональні блоки в радіотехнічних чи електронних схемах теж є чотириполюсниками.

Сигнал, що подається на вхід чотириполюсника можна охарактеризувати вхідним струмом і напругою , а сигнал на виході характеризується вихідними струмом i напругою .

Чотириполюсники можуть мати у своєму складі як лінійні, так і нелінійні елементи.

Для чотириполюсника з лінійними елементами існує лінійний взаємозв'язок між вхідними і вихідними величинами.

h-параметри використовують для опису транзисторів у режимі малого сигналу.

Маючи у своєму розпорядженні вольт-амперні характеристики транзистора, можна графічним шляхом визначити низькочастотні значення h-параметрів. Для визначення h-параметрів необхідно задати робочу крапку, наприклад А (I_бА, U_кэА), у якій потрібно знайти параметри.

Параметри h_11э и h_12э знаходять по вхідної характеристики

U_бэ =?₁(I_б)|_Uкэ=const.

Визначимо h_11э для заданої робочої крапки А (I_бА, U_кэА). На вхідній характеристиці знаходимо крапку А, що відповідає заданій робочій крапці. Вибираємо поблизу робочої крапки А дві допоміжні крапки А₁ і А₂ (приблизно на однаковій відстані), визначимо по ними ?U_бэ й ?I_б і розрахуємо вхідний диференціальний опір, по формулі:

h_11э=(?U_бэ /?I_б)|_Uкэ=const.

Збільшення ?U_бэ й ?I_б вибирають так, щоб не виходити за межі лінійної ділянки, їх можна приблизно прийняти за (10-20)% від значень робочої крапки.

Графічне визначення параметра



h_12э = ?U_бэ /?U_кэ

затруднено, тому що сімейство вхідних характеристик при різних ?U_кэ?0 практично зливається в одну.

Параметри h_22э и h_21э визначаються із сімейства вихідних характеристик транзистора

I_к=?₁ (U_кэ)

Параметр h_21э= (?I_к /?I_б) |_Uкэ=const

перебуває в заданій робочій крапці А (I_бА, U_кэА). Для знаходження збільшень вибирають дві допоміжні крапки А₁ і А₂ поблизу робочі крапки А при постійному U_кэ =U_кэ0. Збільшення струму бази ?I_б варто брати, як

?I_б=I_б2 - I_б1,

де I_б2 і I_б1 визначені як струми бази в крапках А₂ і А₁. Цьому збільшенню ?I_б відповідає збільшення колекторного струму

?I_к = I_к2 - I_к1,

де I_к2 і I_к1.визначені в крапках А₂ і А₁. Тоді диференціальний коефіцієнт передачі струму бази розрахуємо по формулі

h_21э= (?I_к /?I_б) |_Uкэ=const.

Параметр h_22э=(?I_к/?U_кэ)?_Iб=const

визначається по нахилу вихідної характеристики у заданій робочій крапці А (I_бА, U_кэА), при постійному струму бази I_б. Для знаходження збільшень вибирають дві допоміжні крапки крапки А^*₁ і А^*₂ . Для цих крапок визначають

?U^*_кэ|_{Iб = IбА} =U_к2 - U_к1

- збільшення колекторної напруги, і збільшення колекторного струму

?I^*_до= I^*_до2 - I^*_до1.

При цьому із сімейства вихідних характеристик варто вибирати ту характеристику, що знята при обраному значення струму бази I_б=I_бА .

Якщо робоча крапка не збігається з жодною траєкторією наведеної на графіку, то таку траєкторію треба провести самостійно, за аналогією із сусідніми значеннями струмів бази, які відомі, і привласнити їй своє значення струму бази рівним I_бА.

Електрична схема реального чотириполюсника може бути складною, не всі номінали схеми можуть бути відомими, крім того, вони можуть бути недоступними для вимірювань. Тому важливою є задача заміни реального чотириполюсника еквівалентною схемою. Еквівалентною схемою чотириполюсника називають таку схему, якою можна замінити реальний чотириполюсник, при чому значення струмів і напруг на вхідних та вихідних полюсах після заміни не змінюється. Звичайно схеми заміщення вибирають таким чином, щоб кількість двополюсників, з яких складається схема заміщення, була мінімальною. Найпоширенішими є Т і П-подібні схеми заміщення. Схеми заміщення є рівноправними і вибираються, виходячи з того, яка з них краще відображає фізичну природу зміщуваного чотириполюсника. Якщо реальний чотириполюсник пасивний, тоді еквівалентні схеми заміщення спрощуються (E=J=0).

Завдання: Входная и выходная характеристики:



Висновок

В цій розрахунковій роботі, я розрахував транзистор типу КТ 601 А. Спочатку я побудував осі координат, які розділили робочу область на 4 прямокутники. Вихідну статичну характеристику я взяв із довідника. Задав робочу область транзистора. Згодом провів пряму навантаження. Переконався, що робоча пряма навантаження знаходиться в робочій області транзистора. На прямій навантаження вибрав три точки А, Р, В. Потім накреслив пряму в другому прямокутнику, яка відображає характеристику біполярного транзистора. Цю характеристику я намалював за допомогою переносу точок перетину прямої навантаження з правого квадрата. В третьому прямокутнику малюємо вхідну характеристику, яку також беремо з довідника, й опускаємо на неї точки А' В' Р' з другого прямокутника.

Размещено на Allbest.ru

...