Содержание: Задание 1 ............................................................................................................... 3 Задание 2 ............................................................................................................... 5 Задание 3 ............................................................................................................... 6 Задание 4 ............................................................................................................... 9 Задание 5 ............................................................................................................. 10 Задание 6 ............................................................................................................. 13 Задание 7 ............................................................................................................. 14 Список использованной литературы:................................................................ 16 3 Задание 1 Рассчитать и построить ВАХ идеализированного кремниевого диода в пределах измерения напряжения от -5 до +0,7В при Т=300К и обратном токе насыщения, равном I0. Значения теплового потенциала kT q T / при Т=300К принять равным 0,026В. Определить дифференциальное и статическое сопротивление R0 диода для заданного значения Uпр. Величины I0, Uпр для шифра 20: I0 = 1,0 нА, Uпр = 0,3 В. Расчет ВАХ проведем в соответствии с выражением ( 1) / 0 qU kT I I e : Для прямой ветви (U> 0): Uпр, В 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 Iпр, А 0 5,85×10-9 4,58×10-8 3,2×10-7 2,2×10-6 1.5×10-5 0,1×10-3 0,7×10-3 Для обратной ветви (U< 0): Uобр, В 0 -0,05 -0,1 -0,2 -0,5 -1 Iобр, А 0 -8,5×10-10 -9,8×10-10 -1×10-9 -1×10-9 -1×10-9 Так как в масштабе U[-5;0,7] линия значения тока резко уходит вверх на довольно большие значения, уменьшим масштаб до U[-0,8;0,4] для обеспечения возможности определения дифференциального сопротивления диода в точке Uпр = 0,3 В. Рис. 1 4 График построенной ВАХ диода представлен на рис.1. Для определения дифференциального сопротивления диода в заданной точке Uпр = 0,3В, выберем на ветви характеристики рабочую точку А, соответствующую данному значению прямого напряжения. Зададим приращение ΔU= 0,04 В. При этом, приращение тока будет составлять: ΔI= 0,45∙10-3А; (1) Таким образом, дифференциальное сопротивление диода равно: 89 0,00045 0,04 диф I U r Ом; (2) Статическое сопротивление диода в рабочей точке А: 3 0 3 10 0,0001 0,3 I U R Ом; (3) Таким образом, условие, при котором R0>rдиф выполняется. 5 Задание 2 Стабилитрон подключен для стабилизации напряжения параллельно резистору нагрузки RH. Параметры стабилитрона для шифра 20: Uст = 10 В, Iст.min = 1 мА, Iст.max = 20 мА. Сопротивление нагрузкиRH = 1,5 кОм. Определить сопротивление ограничивающего резистора Rогр, если входное напряжение Uвх изменяется от Uвхmin = 20 В до Uвхmax = 30 В. Определить, будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне входного напряжения Uвх. Средний ток стабилитрона равен: 10,5 2 max min ст ст x ст I I I мА; (4) Необходимая величина входного напряжения будет равна: U U U В вх вх вх / 2 25 min max ; (5) Ток нагрузки: 3 3 6,67 10 1,5 10 10 Н ст Н R U I А; (6) Величина ограничивающего резистора находится из выражения: ( ) вх ст огр н ст U U R I I , откуда 874 17,17 10 15 (6,67 10,5) 10 25 10 3 3 Н ст вх ст огр I I U U R Ом; (7) Определим границы допустимого диапазона изменения входного напряжения: ( ) 10 874 (6,67 1) 10 16,7 3 min min вх ст огр н ст U U R I I В; ( ) 10 874 (6,67 20) 10 33,3 3 max max вх ст огр н ст U U R I I В; Таким образом, стабилизация осуществляется на всем диапазоне изменяемого входного напряжения. 6 Задание 3 Пользуясь справочными данными, привести семейство входных и выходных характеристик БТ с ОЭ. В качестве независимых переменных использовать входное и выходное напряжение. Тип транзистора для шифра 20: КТ603В. Пояснить поведение входных и выходных характеристик транзистора. По справочнику установить максимально допустимые параметры БТ: постоянный ток коллектора К max I , напряжение коллектор-эмиттер КЭmax U , мощность, рассеиваемую коллектором транзистора К max P . На семейство выходных характеристик нанести границы области допустимых режимов работы. Задаться положением рабочей точки и, пользуясь характеристиками, рассчитать для нее значения h-параметров БТ. На основании полученных числовых значений параметров рассчитать параметры Т-образной эквивалентной схемы транзистора и изобразить ее. Максимально допустимые параметры биполярного транзистора КТ603В: 300 max К I мА; 15 max КЭ U В; 0,5 max К P Вт; Рис. 2 7 Из приведенных выше (рис. 2) входных характеристик транзистора видно, что при 0 КЭ U , оба перехода транзистора включаются в прямом направлении, а ток базы равен сумме базовых токов из-за одновременной инжекции дырок из эмиттера и коллектора. С ростом КЭ U этот ток увеличивается, так как увеличивается инжекция в обоих переходах КЭ БЭ U U , соответственно растут потери на рекомбинацию, определяющие базовый ток. Рис. 3 Крутые начальные участки выходных характеристик относятся к режиму насыщения, когда оба перехода включены в прямом направлении, а пологие участки соответствуют активному режиму. На выходных характеристиках проведем линию К max P , для чего продлим ось координат К I до значения 300 max К I мА (точкаБ’). Точкой Б будет являться точка на характеристике при напряжении 15 max КЭ U В. Данная кривая (Б’-Б, рис.3) ограничивает область работы транзистора, в которой обеспечивается безопасная его работа при отсутствии значительных искажений. Закрашенные области слева – режим насыщения, 8 внизу – режим отсечки. Зададим рабочую точку и рассчитаем для нее h-параметры. Рабочую точку задаем на входных характеристиках транзистора на линейном их участке (точка А, рис. 3). Произведем приращения токов и
