СибГУТИ Контрольная работа Вариант 8 Электротехника, электроника и схемотехника (часть 2) скачать бесплатно
Задача 1.
По выходным характеристикам полевого транзистора построить передаточную характеристику при указанном напряжении стока. Определить дифференциальные параметры S, Ri, m полевого транзистора и построить их зависимости от напряжения на затворе.
Сделать выводы о зависимости параметров транзистора от режима работы.
Дано:
- тип полевого транзистора – КП 307В;
- UСИ0 7 В:
- UЗИ0 -3,2 В.
Рис. 1.1.
Для построения характеристики прямой передачи определяем ток стока при UЗИ=0 В; -0,4 В и т.д. (рис. 1.1). Результаты заносим в таблицу 1.1.
Таблица 1.1
UЗИ, В 0 -0,4 -0,8 -1,2 -1,6 -2 -2,4
IC, мА 8,8 6,8 5,1 3,6 2,4 1,3 0,69
По полученным результатам строим характеристику прямой передачи (рис. 1.2).
По выходным характеристикам определяем крутизну в 6-8 точках и строим её зависимость от напряжении на затворе.
Затем вычисляем крутизну:
S=〖∆I〗_C/〖∆U〗_зи =0,9/0,2=4,5 мА⁄В.
Рис. 1.2.
Аналогично проделываем эту операцию для различных значений UЗИ.
Определяем приращение тока стока IC и результаты вычислений заносим в таблицу 1.2. Строим график S=f(UЗИ) (рис. 1.4)
Таблица 1.2
UЗИ, В 0 -0,5 -1 -1, 5 -1,75 -2 -2,25 -2,4
ΔUЗИ, В 0, 2 0,5 1 1, 5 1,75 2 2,25 2,4
ΔIC, мА 0, 9 2,25 4,4 5,85 6,7 7,2 7,4 7,6
S, мА/ В 4,5 4,5 4,4 3,9 3,8 3,6 3,3 3,2
Ri, кОм 0,22 0,22 0,25 0,26 0,23 0,27 0,3 0,32
μ 88 99 100 101 88 97 99 96
Для определения выходного сопротивления Ri задаемся приращением Δ UСИ=± 2 В относительно напряжения UСИ= 7 В (рис. 1.3).
Рис. 1.3.
Определяем приращение тока ΔIC стока при напряжении на затворе 0 В, вычисляем значение
R_i=〖∆U〗_зи/〖∆I〗_C .
Результат заносим в таблицу 1.2. Аналогично проделываем эту операцию для различных значений UЗИ.
На рисунке 1.4 строим зависимость Ri=f(UЗИ).
В заключении определяем коэффициент усиления транзистора μ = S× Ri.
Результат так же заносим в таблицу 1.2 и строим зависимость μ =f(UЗИ) (рисунок 1.4).
Рис. 1.4.
Вывод:
Характеристики транзистора сильно зависят от режима работы, причем различные характеристики меняются по различным законам.
Задача 2.
Используя характеристики заданного биполярного транзистора определить h-параметры биполярного транзистора и построить зависимости этих параметров от тока базы.
Сделать выводы о зависимости параметров транзистора от режима работы.
Дано:
- тип биполярного транзистора – КТ819А;
- UКЭ = 5 В.
Определим h-параметры для транзистора КТ819А при напряжении на коллекторе UКЭ=5 В.
Найдем параметр h11Э в одной точке, как показано на рис. 2.1. Тогда входное сопротивление
h_11=(∆U_БЭ)/(∆i_Б )=0,03/(20,5∙〖10〗^(-3) )=1,5 Ом.
Результаты заносим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1
IБ0, мА 15 30 50 70 90
Δ UБЭ, В 0,1 0,032 0,03 0,032 0,029
h11, Ом 4,88 1,56 1,5 1,56 1,41
Аналогично находим h11Э в других точках и строим зависимость h11Э=f(IБ), ΔIБ=const . График зависимости приведен на рисунке 2.4.
Рис. 2.1.
Рис. 2.2
По выходным характеристикам находим параметры h21Э и h22Э при том же токе базы и заданном напряжении UКЭ0=5 В. Определение параметра h21Э показано на рисунке 2.2.
Коэффициент передачи тока базы составит
h_21=(∆i_к)/(∆i_Б )=1,06/(20∙〖10〗^(-3) )=53.
Аналогично определяем этот параметр и при других токах базы. Результаты помещаем в таблицу 2.2 и строим зависимость h21=f(IБ) (рисунок 2.4).
Таблица 2.2
IБ0, мА 10 20 30 40 50
ΔIK, А 0,65 0,82 0,96 1,06 1,05
h21, 32,5 41 48 53 52,5
На рисунке 2.3 показано определение выходной проводимости h22Э. Выходная проводимость равна
h_22=(∆i_к)/(∆U_КЭ )=0,1/0,4=0,25 Сим.
Результаты помещаем в таблицу 2.3.
Таблица 2.3
IБ0, мА 10 20 30 40 50
Δ IK, А 0,04 0,045 0,05 0,1 0,12
h22, Сим 0,1 0,11 0,13 0,25 0,3
Строим зависимость h22Э=f(IБ) (рис. 2.4).
.Рис. 2.3.
Рисунок 2.4
Параметр h12Э по характеристикам обычно не определяется, так как входные характеристики для рабочего режима практически сливаются, и определение параметра даёт очень большую погрешность.
Вывод:
Характеристки транзистора сильно зависят от режима работы, причем различные характеристики меняются по различным законам.
Задача 3.
Принципиальная схема логического элемента приведена на рис. 3.1
Дано:
- напряжение питания – 9 В:
- пороговые напряжения МДП транзисторов VT1 и VT2 – 1 В;
- уровень входного напряжения = 0,5 В.
Полярность источника питания указана на рис.3.1.
Логический элемент представляет простейший ключ на основе ПТ.
Логический элемент выполняет роль инвертора, т.е. реализует логическую функцию НЕ. Таблица истинности приведена ниже:
Uвх 0 1
Uвых 1 0
Транзистор VT1 является активным элементом схемы, выполняющим усилительные функции, транзистор VT2 является нагрузкой (нагрузочным сопротивлением) для транзистора VT1.
Рис. 3.1.
Передаточной характеристикой называется зависимость напряжения на выходе oт напряжения на входе (см. рис. 3.2.).
Рис. 3.2. Эпюры напряжения в ключе на полевом транзисторе.
Задача 4.
Дано:
- напряжение питания операционного усилителя =+- 9 В;
- R1 = 10 кОм;
- R2 = 1000 кОм;
- R3= 8,2 кОм;
- амплитуда входного напряжения = 10 мВ.
Схема ОУ приведена на рис. 4.1.
Рис. 4.1.
Важнейшими характеристиками ОУ являются амплитудные (передаточные) характеристики (рис. 4.2.). Их представляют в виде двух кривых, относящихся соответственно к инвертирующему и неинвертирующему входам.
Характеристики снимают при подаче сигнала на один из входов при нулевом сигнале на другом.
Каждая из кривых состоит из горизонтального и наклонного участков.
Рис. 4.2.
Назначение каждого элемента устройства:
- DA - операционный усилитель .Основной и единственный активный усилительный элемент схемы. Назначение – усиление входного сигнала;
- R1 и R3 – входные ограничительные сопротивления. Назначение вытекает из названия – ограничивать входные токи. Т.к. в нашей схеме используется только один вход, то R3 подключено к «земле».
- R3 сопротивление обратной связи. Служит для передачи части выходного напряжения на вход ОУ.
Коэффициент усиления схемы:
т.к. коэффициент усиления самого усилителя достаточно велик (у К140УД6 он составляет 50000), то коэффициент усиления схемы можно достаточно точно определить как:
K_сх=R_2/R_1 =1000/10=100.
Амплитуда выходного напряжения:
U_вых=〖K_сх∙U〗_вх=100∙10∙〖10〗^(-3)=1 В.
Входное сопротивление ОУ равно величине сопротивления R1= 10 кОм.
Рис.4.3. Идеальная логарифмическая амплитудно-частотная характеристика УПТ.
К причинам отклонения реальной АЧХ от идеальной относят наличие погрешностей преобразования усилителя, которые можно разделить на мультипликативную и аддитивную составляющие. Мультипликативная погрешность приводит к изменению угла наклона характеристики преобразования, а аддитивная - к параллельному перемещению характеристики преобразования, что, в свою очередь, приводит к изменению вида логарифмической амплитудно-частотная характеристики.
