Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЗАДАЧА 1
Дано: транзистор КТ603А, напряжение питания ЕК = 50В, сопротивление нагрузки RН = 1000Ом, постоянный ток смещения в цепи базы IБ0 = 200мкА, амплитуда переменной составляющей тока базы IБМ= 150мкА.
Выходные статические характеристики транзистора с необходимыми построениями показаны на рисунке 1.1. Нагрузочная линия соответствует графику уравнения IК=(EК-UКЭ)/RН. 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.
Рисунок 1.1. Выходные характеристики КТ603А
В нашем случае координаты нагрузочной линии: IК = 50/1000 = 50мА и UКЭ = 50В. Соединяя эти точки, получаем линию нагрузки.
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= 200мкА.
Координаты рабочей точки дают значение рабочего режима выходной цепи UКЭ0 и IК0. Определяем параметры режима по постоянному току
IК0=21,5 мА и UКЭ0=28,5 В.
На входных характеристиках (рисунок 1.2) рабочую точку определяем как точку пересечения ординаты, соответствующей току IБ0=200 мкА, и характеристики при UКЭ=40 В (РТ). Определяем: UБЭ0= 0,725 В.
Рисунок 1.2. Входные характеристики КТ603А
По заданному изменению синусоидального тока базы с амплитудой IБM, 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 = 150 мкА. Временные диаграммы строятся с учетом того, что напряжения на базе и коллекторе противофазные, и с соблюдением одинакового масштаба по оси времени. После построения временных диаграмм необходимо оценить, имеются ли заметные искажения в выходной цепи транзистора или нет.
Из временных диаграмм видно, что под действием переменного входного тока рабочая точка на выходных характеристиках двигается вдоль линии нагрузки. Если рабочая точка какую-либо часть периода входного тока попадает в область насыщения или отсечки сигнала, необходимо уменьшить амплитуду входного сигнала до величины, при которой рабочая точка не будет выходить за пределы активной области работы прибора.
Дальнейшие расчеты производятся только для активного режима работы прибора, называемого иногда линейным или неискажающим.
При нахождении из графиков величин IКМ , UКМ , UБМ следует обратить внимание, что амплитудные значения для положительных и отрицательных полуволн сигнала могут быть неодинаковыми, а значит усиление большого сигнала и в активном режиме сопровождается некоторыми искажениями.
Для дальнейших расчетов значения амплитуд определяется как средние за период.
По выходным статическим характеристикам (рисунок 1.1) находим положительные и отрицательные амплитуды токов и напряжений
I-КМ=15,5мА и I+КМ =15,4мА, а также U+КМ=15,7В и U-КМ=15,6В.
Затем определяем среднее значение амплитуд
IКМ= (I-КМ + I+КМ)/2 = (15,5 + 15,4)/2=15,45 мА,
UКМ= (U-КМ + U+КМ)/2 = (15,6 + 15,7)/2=15,65 мА,
По входным характеристикам находим U+БМ=0,038В и U-БМ=0,053В.
UБМ= (U-БМ + U+БМ)/2 = (0,053 + 0,038)/2=0,0455 B
Затем определяем:
КI= IКМ/ IБМ=15,45/0,15=103,
КU= UКМ/ UБМ=15,65/0,0455=343,956
КР= КI · КU=103 · 343,956= 35427, 468
Находим RВХ= UБМ/ IБМ= 0,0455/0,00015=303,33 Ом.
Определяем полезную мощность, мощность рассеиваемую на коллекторе и потребляемую мощность
P~= (UКМ · IКМ)/2 = (15,65 · 0,01545)/2=120,89 мВт;
PК0= UКЭ0 · IК0 = 28,5 · 0,0215=612,75 мВт;
PПОТР= ЕКЭ · IК0 = 50 · 0,0215=1075 мВт;
Далее находим коэффициент полезного действия каскада
η= P~/ PПОТР · 100% = 120,80/1075 · 100% = 11,245%
ЗАДАЧА 2
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 ΔIБ= ± 50=100 мкА относительно рабочей точки IБ0=200 мкА.
Рисунок 2.1. Входные характеристики КТ603А
Соответствующее приращение напряжения база-эмиттер составит
ΔUБЭ=0,028 В. Тогда входное сопротивление
h11Э= ΔUБЭ /ΔIБ= 0,028/100·10-6 = 280Ом
По выходным характеристикам находим параметры h21Э и h22Э. Определение параметра h21Э показано на рисунке 2.2.
Задаемся приращением тока базы относительно рабочей точки также ΔIБ= ± 100=200 мкА и соответствующее приращение тока коллектора составляет ΔIК = 22,2 мА. Коэффициент передачи тока базы составит
h21Э= ΔIК /ΔIБ= 22,2·10-3/200·10-6 = 111
Рисунок 2.2. Выходные характеристики КТ603А
На рисунке 2.3 показано определение выходной проводимости h22Э. Около рабочей точки задаемся приращением напряжения коллектор-эмиттер.
Принимаем ΔUКЭ=20В. Соответствующее приращение тока коллектора составляет ΔIК=1,15 мА и выходная проводимость равна:
h21Э= ΔIК /ΔUКЭ = 1,15·10-3/20 = 57,5·10-6 Сим
Параметр h12Э по характеристикам обычно не определяется, так как входные характеристики для рабочего режима практически сливаются и определение параметра даёт очень большую погрешность.
Рисунок 2.3. Выходные характеристики КТ603А
ЗАДАЧА 3
Для данного транзистора на частоте f =100 МГц модуль коэффициента передачи тока H21Э =2 и постоянная времени цепи коллектора tК= 100 пс.
Коэффициент передачи тока базы H21Э в зависимости от частоты определяется формулой:
Преобразуя её, получим:
Итак: fH21Э= 1,802 МГц.
Предельная частота для схемы с общей базой определяется как
fH21Б = fH21Э · ( h21Э+1) = 1,802 · (111+1) = 201,83 МГц.
Граничная частота fГР ≈ fH21Э · h21Э = 1,802 · 111 = 200,03 МГц.
Максимальная частота генерации определяется формулой
МГц,
Где
Построить зависимости и
Для этого проделать вычисления используя формулу ,
а для второго случая формулу
Вычисления проводим 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.
|
f, МГц |
1 |
2 |
5 |
10 |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
|
97,057 |
74,301 |
37,635 |
19,685 |
9,961 |
3,998 |
2,000 |
1,000 |
0,400 |
|
|
0,874 |
0,669 |
0,339 |
0,177 |
0,090 |
0,036 |
0,018 |
0,009 |
0,004 |
Таблица 3.2.
|
f, МГц |
10 |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
|
0,990 |
0,986 |
0,962 |
0,888 |
0,704 |
0,371 |
0,196 |
0,100 |
0,040 |
|
|
0,999 |
0,995 |
0,971 |
0,896 |
0,710 |
0,374 |
0,198 |
0,100 |
0,040 |
Строим графики, откладывая частоту в логарифмическом масштабе, а коэффициенты передачи тока в относительных единицах в линейном масштабе. (Рисунок 3.1).
Рисунок 3.1. Зависимость относительного коэффициента передачи тока от частоты
ЗАДАЧА 4
Дано: полевой транзистор типа КП 103 К, UСИ 0= 7В, UЗИ 0=4В.
Для построения характеристики прямой передачи по графику выходных характеристик определяем ток стока при UЗИ=0 В, 0,5 В и т.д. (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1. Выходные характеристики полевого транзистора КП 103 К
Результаты приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1.
|
UЗИ, В |
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4 |
|
IC, мА |
4,2 |
3,2 |
2,37 |
1,65 |
1,08 |
0,62 |
0,28 |
0 |
По полученным результатам строим характеристику прямой передачи (рисунок 4.2). Определяем крутизну и строим её зависимость от напряжении на затворе. Для этого сначала находим крутизну при напряжении на затворе UЗИ=0,25В.
Определяем токи I'c=4,2 мА и I''c =3,2 мА при напряжениях U'ЗИ=0 В и U''ЗИ =0,5 В соответственно (рисунок 4.1). Затем вычисляем крутизну
мА/В
Рисунок 4.2. Характеристика прямой передачи КП 103 К
Аналогично проделываем эту операцию для UЗИ =0,75В; 1,25 В и т.д. Результаты вычислений занесены в таблицу 4.2 и строим график (рисунок 4.3).
Таблица 4.2.
|
UЗИ, В |
0,25 |
0,75 |
1,25 |
1,75 |
2,25 |
2,75 |
4,0 |
|
S, мА/В |
2 |
1,66 |
1,44 |
1,14 |
0,92 |
0,68 |
0 |
Для определения выходного сопротивления Ri задаемся приращением ΔUСИ=± 2 В относительно напряжения UСИ=7 В (рисунок 4.4). Определяем приращение тока стока при напряжении на затворе 0 В, вычисляем значение. Результат заносим в таблицу 4.3. Аналогично проделываем для UЗИ=0,5 В; 1,0 В и т.д. На рисунке 4.3 cтроим зависимость Ri=f(UЗИ).
Из рисунка 4.3 определяем значение крутизны для тех же величин, что и Ri. Результат так же заносим в таблицу 4.3.
В заключении определяем коэффициент усиления транзистора μ = S× Ri.
Результат так же заносим в таблицу 4.3 и строим зависимость (рисунок 4.3).
Таблица 4.3.
|
UЗИ, В |
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
|
ΔIC, мА |
0,236 |
0,199 |
0,145 |
0,081 |
0,04 |
0,018 |
0,012 |
|
Ri, кОм |
16,949 |
20,101 |
27,586 |
49,383 |
100 |
222,22 |
333,33 |
|
S, мА/В |
2,1 |
1,84 |
1,58 |
1,31 |
1,05 |
0,78 |
0,52 |
|
μ |
35,593 |
36,985 |
43,586 |
64,691 |
105 |
173,33 |
173,33 |
Рисунок 4.3 Зависимость дифференциальных параметров от Uзи
Рисунок 4.4 Выходные характеристики полевого транзистора КП 103 К (определение выходного сопротивления Ri)