Физические основы электроники

Размещено на http: //www. allbest. ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Бурятский филиал ГОУ ВПО СибГУТИ

Контрольная работа

«Физические основы электроники»

1. Задача 1

Дано: транзистор КТ603А, напряжение питания ЕК=60В, сопротивление нагрузки RН=1000 Ом, постоянный ток смещения в цепи базы IБ0=250мкА, амплитуда переменной составляющей тока базы I БМ=150 мкА.

Нагрузочная линия соответствует графику уравнения

.

На семействе выходных характеристик ордината этой прямой при UКЭ=0 соответствует точке

IК=EК/RН.

Абсцисса при IК=0 соответствует точке

UКЭ=ЕК.

Соединение этих координат и является построением нагрузочной линии.

В нашем случае (рисунок1.1) координаты нагрузочной линии: IК=60/1000=60мА и UКЭ=60В. Соединяя эти точки, получаем линию нагрузки.

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рисунок 1.1

Пересечение нагрузочной линии с заданным значением тока базы IБ0 определяет рабочую точку (РТ) транзисторного каскада, нагруженного на резистор. В нашем случае рабочий точка соответствует пересечению нагрузочной прямой с характеристикой при IБ= 250мкА.

Координаты рабочей точки дают значение рабочего режима выходной цепи UКЭ0 и IК0. Определяем параметры режима по постоянному току

IК0=28,5мА и UКЭ0=32,2В.

На входных характеристиках (рисунок1.2) рабочую точку определяем как точку пересечения ординаты, соответствующей току IБ0=250мкА, и характеристики при UКЭ?40В (РТ). Хотя в рабочей точке на выходных характеристиках UКЭ0№ 40В, входные характеристики в активном режиме практически совпадают и можно воспользоваться характеристикой для UКЭ=40В. Определяем: UБЭ0= 0,74В.

По заданному изменению синусоидального тока базы с амплитудой I БM, определяем графически амплитуды токов и напряжений на электродах транзистора. Строим временные диаграммы переменного тока коллектора, напряжения коллектора и базы для случая синусоидального входного тока с амплитудой IБМ=150мкА. Временные диаграммы строятся с учетом того, что напряжения на базе и коллекторе противофазные, и с соблюдением одинакового масштаба по оси времени.

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рисунок 1.2

Для дальнейших расчетов значения амплитуд определяется как средние за период.

По выходным статическим характеристикам находим положительные и отрицательные амплитуды токов и напряжений и , а также и . Затем определяем среднее значение амплитуд:

,

По входным характеристикам и находим:

Затем определяем

,

.

Находим

.

Определяем полезную мощность, мощность рассеиваемую на коллекторе и потребляемую мощность

;

;

.

Коэффициент полезного действия каскада

.

2. Задача 2

Используя характеристики заданного биполярного транзистора определить h-параметры в рабочей точке, полученной в задаче 1.

Находим h-параметры в рабочей точке, которая определена в задаче 1. Параметр h11Э определяем следующим образом. На входных характеристиках (рисунок 2.1) задаемся приращением тока базы IБ=±50=100мкА относительно рабочей точки IБ0=250мкА.

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рисунок2.1

Соответствующее приращение напряжения база-эмиттер составит

UБЭ=0,03В. Тогда входное сопротивление

.

По выходным характеристикам находим параметры h21Э и h22Э.

Определение параметра h21Э показано на рисунке 2.2

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рисунок 2.2

Задаемся приращением тока базы относительно рабочей точки также IБ=±50=100мкА и соответствующее приращение тока коллектора составляет IК=12мА. Коэффициент передачи тока базы составит

.

На рисунке 2.3 показано определение выходной проводимости h22Э. Около рабочей точки задаемся приращением напряжения коллектор-эмиттер

UКЭ=4В.

Соответствующее приращение тока коллектора составляет IК=1мА и выходная проводимость равна

.

Параметр h12Э по характеристикам обычно не определяется, так как входные характеристики для рабочего режима

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рисунок 2.3

3. Задача 3

Используя h-параметры (задача 2), определить частотные параметры транзистора и построить зависимости относительного коэффициента передачи тока от частоты

для различных схем включения транзисторов.

Для данного транзистора на частоте f =100МГц модуль коэффициента передачи тока Н21Э=2,25 и постоянная времени цепи коллектора tК=90пс. Коэффициент передачи тока базы Н21Э в зависимости от частоты определяется формулой:

(1).

Преобразуя её, получим:

(2).

Если < < H21Э (3), то (4).

Поскольку условие (3) выполняется, то подставляя в полученную формулу (4) выше приведенные данные Н21Э, f и значение h21Э=120, полученный в задаче 2, определяем предельную частоту для схемы с общим эмиттером:

.

Предельная частота для схемы с общей базой определяется как

.

Граничная частота

.

Максимальная частота генерации определяется формулой

(5), где h21Б=h21Э/( h21Э+1)=120/(120+1)=0,992 (6).

Подставляя в выше приведенную формулу (5) полученные результаты h21Б, fН21Б и справочное значение tК получим .

Построить зависимости

и .

Для этого проделать вычисления используя формулу (1), а для второго случая формулу (7).

(7).

Вычисления проводить до тех пор, пока коэффициенты передачи снизится более чем в 10 раз. Результаты вычислений занести в таблицы 3.1 и 3.2.

Таблица 3.1

Таблица 3.2

Рис. 3.1

4. Задача 4

Исходные данные для задачи берем из таблицы П.1.2 приложения 1. По выходным характеристикам полевого транзистора (приложение 2) построить передаточную характеристику при указанном напряжении стока. Определить дифференциальные параметры полевого транзистора и построить их зависимость от напряжения на затворе.

Дан полевой транзистор типа КП103K, напряжение сток-исток UСИ0=11В, UЗИ0=4В. Для построения характеристики прямой передачи определяем ток стока при UЗИ=0В, 0,5В, 1В - 4В. (рисунок 4.1) Результаты заносим в таблицу 4.1.

Рисунок 4.1

Таблица 4.1

По полученным результатам строим характеристику прямой передачи.

Рисунок 4.2

Определяем крутизну и строим её зависимость от напряжения на затворе. Для этого сначала находим крутизну при напряжении на затворе UЗИ=0,25В.

Определяем токи

=4,42мА

=3,33мА

при напряжениях

=0В и =0,5В

соответственно.

Затем вычисляем крутизну

мА/В

Аналогично проделываем эту операцию для UЗИ=0,75В; 1,25В и т.д.

мА/В

мА/В

мА/В

мА/В

мА/В

мА/В

Результаты вычислений заносим в таблицу 4.2 и строим график. (рисунок 4.3)

Таблица 4.2

Рисунок 4.3

ток транзистор напряжение коллектор

Для определения выходного сопротивления Ri задаемся приращением UСИ=±1В (рисунок 4.4) относительно напряжения UСИ=11В. Определяем приращение тока стока при напряжении на затворе 0В, вычисляем значение

.

Результат заносим в таблицу 4.3.

Аналогично проделываем для UЗИ=1В; 2В и т.д. Строим зависимость

Ri=F(UЗИ).

Рисунок 4.4

Таблица 4.3

Из рисунка определяем значение крутизны для тех же величин, что и Ri. Результат так же заносим в таблицу 4.3.

В заключении определяем коэффициент усиления транзистора

= SЧRi.

Результат так же заносим в таблицу 4.3 и строим зависимость.

Размещено на Аllbеst.ru