Материал: КР ОРЭ Заочное вар.17 пароль на редактирование 1111

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ ҞҪҴҽҵӆҼүҼ ҺҪҮҲҸҼүҿҷҲҴҲ Ҳ ӇҵүҴҼҺҸҷҲҴҲ Кафедра ӇҵүҴҼҺҸҷҲҴҲ Дисциплина: Основы Радиоэлектроники

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

Студент: гр. 990241 Петушок И.М. Руководитель: преподаватель ϘүҵӆҷҲҴҸҬ ώ ό.

Минск

2021

1

Задача №1

Пользуясь справочными данными, приведите семейство входных и выходных характеристик БТ с ОЭ. В качестве независимых переменных используйте входное и выходное напряжение. Тип транзистора выберите в соответствии с шифром. Поясните поведение входных и выходных характеристик транзистора.

По справочнику установите максимально допустимые параметры БТ: постоянный ток коллектора IK max;напряжение коллектор-эмиттер Umax;мощность рассеиваемую коллектором

транзистора PK max . На семейство выходных характеристик нанести границы области

допустимых режимов работы.

Задайтесь положением рабочей точки и, пользуясь характеристиками, рассчитайте для нее значение h-параметров БТ. На основании полученных числовых значений параметров рассчитайте параметры Т-образной эквивалентной схемы транзистора и изобразите ее.

Исходные данные: КТ3127А, IK max 20(мА); Umax 20(В); PK max 100(мВт)

Решение

Статические ВАХ БТ позволяют определить дифференциальные параметры транзистора. Для описания свойств транзистора по переменному току используется система дифференциальных h-параметров, которая представляется следующими уравнениями:

dU1 h11dI1 h12dU2

dI2 h21dI1 h22dU2

Для нахождения h-параметров по статическим характеристикам дифференциалы заменим конечными приращениями и получим выражения, позволяющие определить физический смысл h-параметров

h

 

U1

- входное сопротивление в режиме короткого замыкания на выходе;

11

 

 

I

1

 

U2 const

 

 

 

 

 

h

 

U1

 

- коэффициент обратной связи по напряжению в режиме холостого хода

 

 

 

 

12

 

 

U

2

 

I1 const

по ходу;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

I2

 

 

 

 

- коэффициент передачи по току в режиме короткого замыкания на выходе;

 

 

 

 

21

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

U2 const

 

 

 

 

h

 

 

I2

- выходная проводимость в режиме холостого хода по входу.

 

 

22

 

 

U

2

 

I1 const

 

 

 

 

 

Зададим рабочую точку А: U0 7(В);IK0 4.5(мА).

Для расчета h-параметров используем семейства входных и выходных характеристик БТ. Для определения дифференциальных параметров h11Э и h12Э в заданной рабочей точке А

(UБЭ0,IБ0,U0 ) на линейном участке семейства входных характеристик выполним построения, как показано на рис. 1,а.

2

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КЭ

 

IК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IБ

 

 

 

 

 

 

IKIV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IК0

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IБ0

 

 

А

 

 

 

IК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IБ

 

 

 

 

 

 

IК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

U

U

КЭ0

U

 

 

 

 

 

 

 

БЭ

 

 

КЭ

 

 

КЭ

 

 

а

 

 

 

UБЭ0

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БЭ

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1

Найденные приращения токов и напряжений позволяют определить искомые параметры:

h

 

 

U

БЭ

 

 

 

 

U

U

 

 

 

 

 

 

0.76 0.7

300(Ом)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БЭ

 

БЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0.25 0.05) 10 3

11Э

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

Uconst

 

U

Б

 

Б

 

 

Uconst

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

0.76

0.75

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

БЭ0

 

 

 

 

1.67 10

3.

Э

 

БЭ

 

 

 

 

 

БЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

U

 

U

 

 

 

 

10 4

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КЭ

 

 

IБ const

 

 

 

КЭ

 

КЭ

 

 

IБ const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры h21Э и h22Э

определяем по семейству выходных характеристик. В окрестности

точки A(IК0,UКЭ0,IБ0), соответствующей точке А на семействе входных характеристик,

выполним построения как показано на рис. 1,б. Найденные приращения токов и напряжений позволяют определить искомые параметры:

h

 

 

IК

 

 

 

 

 

 

 

IК IК

 

 

 

 

 

7 4

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.25 0.05

 

21Э

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

UБЭ const

 

 

 

Б

Б

 

UБЭ const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

К

 

 

 

 

 

 

I

IV I

 

 

 

(5 4) 10

3

 

h

Э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

К

 

 

 

 

 

 

0.17 10 3

(См).

U

 

U U

 

 

10

4

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КЭ

 

IБ const

 

 

 

 

КЭ

 

КЭ

 

IБ const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент обратной связи по напряжению h12Э имеет очень малую величину

(10 4...10 3), поэтомудля его вычисления рассчитаем параметры Т-образной эквивалентной схемы БТ.(рис. 1.5)

3

Рис. 1.5

Значение параметров эквивалентной схему БТ находим с использованием известных h- параметров.

r

h12Э

,r

*

 

 

 

1

 

, h

,r h

(1 h

)r

 

 

h

 

 

 

h

 

 

 

 

Э

 

 

 

K

 

 

 

 

Э

 

21Э

б

11Э

21Э

Э

 

 

 

 

 

22Э

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

Для начала вычислим дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода

r

 

 

T

, где

 

 

kT - тепловой потенциал, равный 26 мВ при T 300K ; I

Э0

- ток

 

 

 

Э

 

 

IЭ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

q

 

 

 

 

 

эмиттера БТ в рабочей точке (принимаемIЭ0 IK0 ).

 

 

r

 

0.026

 

 

 

0.026

 

5.78(Ом)

 

 

 

 

 

 

 

 

4.5 10 3

 

 

 

 

Э

 

 

IЭ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем r*

и

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

K

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5880(Ом)

 

 

 

 

 

h

 

 

0.17 10 3

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22Э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h21Э 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rб h11Э (1 h21Э )rЭ

 

300 (1 15) 5.78 208(Ом)

 

 

Находим коэффициент обратной связи по напряжению

 

 

h

Э

r

h

 

 

Э

5.78 0.17 10 3

9.83 10 4 .

 

 

 

12

 

Э

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Область допустимых режимов на семействе выходных характеристик БТ, представленная на рис. 2 определяется его максимально допустимыми параметрами:

IK max 20(мА)- постоянный ток коллектора;

Umax 20(В)- постоянное напряжение коллектор-эмиттер;

PK max 100(мВт)- постоянная рассеиваемая мощность коллектора.

Рис. 2

4

Задача № 2

Рассчитайте модуль

 

h

 

и фазу

 

коэффициента передачи по току БТ в схеме с ОЭ на

 

 

 

 

21э

 

 

h21э

 

частоте f. В качестве исходных данных используйте заданные в таблице значения предельной частоты коэффициента передачи по току в схеме с ОБ fh21б , статический коэффициент передачи

по токув схеме с ОБ и частоты f .

Исходные данные:

f h21б 14(МГц); f 50(кГц) 0.983

Решение

На высоких частотах возникает фазовый сдвиг между входным и выходным токами БТ, обусловленный конечным временем пролета носителей от эмиттера к коллекторуи наличием емкостей переходов БТ. Это приводит к комплексному характеру коэффициентов передачи по токуи их частотной зависимости

h

(f )

 

h

(f )

 

ej h21б ( f )

и h

(f )

 

h

(f )

 

ej h21э( f )

 

 

 

 

21б

 

 

21б

 

 

 

21э

 

 

21э

 

 

 

Частотные зависимости модуля и фазы коэффициентов передачи по току характеризуются выражениями:

 

h21б (f )

 

 

 

 

 

; h

 

arctg(f / fh

);

 

 

 

 

 

 

 

1 (f / fh

)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21б

21б

 

 

 

 

 

 

 

21б

 

 

 

 

 

h21э(f )

 

 

 

 

 

 

; h

 

arctg(f / fh

),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 (f / fh

)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

э

21

э

 

 

 

 

 

 

 

21

э

 

 

 

 

где , - статические коэффициенты передачи по току БТ для включения с ОБ и ОЭ, соответственно; h21б (f ),h21э(f )- предельные частоты коэффициентов передачи по току для

схемы с ОБ и ОЭ, соответственно.

Причем связь между этими частотами определяется выражением

fh21э fh21б /(1 ).

Определим статический коэффициент передачи по токудля включения с ОЭ:

 

 

 

0.983

57.82

1

1 0.983

 

 

 

Тогда предельная частота коэффициента передачи по токудля включения с ОЭ

fh

 

fh21б

 

14 106

2.38 10

5

(1

)

1 57.82

 

21

э

 

 

 

Модуль коэффициента передачи по токув схеме с ОЭ будет равен:

 

h21э

 

 

 

 

 

 

 

 

57.82

 

0.96

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 (f / fh

э

)2

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

21

1

 

10 50

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.38 10

 

 

Фаза коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

 

 

 

arctg f / f

 

 

arctg

 

3

 

 

 

 

h21

 

h21

 

 

10 50

 

 

11.86

э

э

 

 

 

 

 

 

2.38 10

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Источник: https://studfile.net/preview/16496960/