Главная | Обратная связь

По входным характеристикам определить

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ «РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА С ОЭ»

ЗАДАЧА РАБОТЫ.

Рассчитать h – параметры биполярного транзистора, его входное и выходное сопротивления, коэффициент передачи по току, пользуясь входными и выходными характеристиками транзистора. Тип транзистора задается преподавателем. Схема включения транзистора с общим эмиттером (ОЭ).

Провести графоаналитический расчет усилительного каскада на заданном типе транзистора, включенного по схеме с ОЭ, с одним источником питания E_К и с температурной стабилизацией рабочего режима.

Определить параметры элементов схемы усилительного каскада:

коэффициенты усиления по току (К_i), напряжению (К_u), мощности (K_p); токи и напряжения в режиме покоя I_бо, I_ко, U_бэо, U_кэо; амплитудные значения входных и выходных переменных токов и напряжений в линейном режиме работы усилителя; полезную выходную мощность каскада и его КПД; верхнюю и нижнюю граничные частоты полосы пропускания.

ВАРИАНТ

 

Биполярный германиевый транзистор П416Б имеет структуру p-n-p, поэтому питание усилительного каскада с ОЭ производится от отрицательного источника постоянного напряжения.

(-)

 

(+)

 

Рисунок 1. Полярность подачи напряжений для транзистора структуры p-n-p

 

Расчет параметров транзистора.

Изобразить семейство статических входных и выходных характеристик заданного транзистора, соответствующих схеме с ОЭ.

 

Рисунок 2. Входные характеристики транзистора П416Б

 

 

1.2. Определить h – параметры транзистора, соответствующие схеме с ОЭ, пользуясь входными и выходными характеристиками транзистора:

по входным характеристикам определить

h₁₁ = , h₁₂ = ;

по выходным характеристикам определить

h₂₁ = , h₂₂ = .

 

Определяем h парметры транзистора методом треугольников как показано на рис. 3. Точки для треугольника выбираем на линейных участках вольт-амперных характеристик (Например: т.ч. 1,2,3,4 - для параметров h₁₁ и h₁₂ на рис. 3.; и т.ч. 5,6,7 – для параметров h₂₁ и h₂₂ на рис.4). Рабочую точку можно выбрать в середине линейного участка выходных характеристик для тока базы Iб=50мкА. Это значение тока базы находится близко к выбранному далее значению тока базы покоя Iбо=60мкА и соответствует линейному в достаточной степени участку входной характеристики транзистора.

а) б)

Рис. 3. Определение параметров h₁₁ и h₁₂ транзистора П416Б

 

На одной из имеющихся входных характеристик (соответствующих выбранному напряжению на коллекторе – U_КЭ =5В) выбирается линейный (или максимально близкий к нему) участок и на нём две точки (точки 1 и 2 на рис. 3a). Разность напряжений базы, соответствующих этим точкам, даст

Δ₂₁U_БЭ =U_БЭ2−U_БЭ1=0,42 – 0,34= 0,08В,

а разность соответствующих значений тока — изменение тока базы

Δ₂₁I_Б=I_Б2−I_Б1=100 – 50 =50 мкА

Тогда параметр h₁₁ будет иметь значение:

 

h₁₁ = / U_кэ = const, h₁₁ =0,08/(0,05∙10^-3)=1600 Ом.

При расчёте параметра h₁₂ (рис. 3б), мы выбираем значение тока базы близкое к значению в рабочей точке I_Б =50мкА, для которого будем производить расчёт (т.е.обеспечиваем выполнение условия I_Б =const), и на двух кривых, построенных для разных значений напряжения коллектора, отмечаем соответствующие этому току точки (точки 3 и 4 на рис. 3б).

Разность напряжений U_БЭ, соответствующих этим точкам, даёт изменение напряжения между базой и эмиттером:

Δ₄₃U_БЭ=U_БЭ4−U_БЭ3 = 0,34 – 0,22=0,12В.

Величина ΔU_КЭ определяется как разность между напряжениями U_КЭ,

для которых строились входные характеристики (для характеристик,

приведённых на рис. 3б Δ₄₃U_КЭ= 5−0 = 5В).

h₁₂ = / I_б = const, h₁₂ = 0,12/5=0,024.

 

а)

б)

Рис. 4. Определение параметров h₂₁ и h₂₂ транзистора П416Б

 

Для расчёта параметра h21необходимо выбрать для линейного участка значение U_КЭ = 4В и на кривых, соответствующим двум значениям тока базы в области рабочей точки, различающихся на ΔI_Б отметить соответствующие точки (точки 5 и 6 на рис. 4а). Разность значений I_К, соответствующих этим точкам, даст нам значение

Δ₅₆I_К =I_К6−I_К5=27- 18=9мА.

Величина Δ₅₆I_Б =90 – 60=30мкА = 0,03мА берётся из справочника.

h₂₁ = / U_кэ= const, h₂₁ =9/0,03=300.

При расчёте параметра h22 выбирается одна из имеющихся характеристик, близкая к рабочей точке I_Б =60мкА и на ней отмечаются две точки (точки 6 и 7 на рис. 4б). Разность напряжений коллектора, соответствующих этим точкам, даст нам

Δ₆₇U_КЭ =U_КЭ7 – U_КЭ6=6 – 2=4В,

а разность соответствующих значений тока — изменение тока коллектора

Δ₆₇I_К=I_К7 − I_К6 = 20 – 17=3мА.

h₂₂ = / I_б = const, h₂₂ =3∙10^-3/4=0,75∙10^-3См.

 

1.3. Находим входное и выходное сопротивление транзистора:

= 1600 Ом.

.

1.4. Определяем коэффициент передачи по току транзистора β:

β = h₂₁ =300.