Реферат: Изучение режимов работы диодов и транзисторов в электронных схемах

3. Пользуясь экспериментальными данными определить, какой каскад и при каких R_Н обладает наибольшим усилением по мощности. Объясните почему?

4. Дать заключение, как соотносятся между собой у различных каскадов к_i , к_u , R_вх , R_вых. Объясните полученные результаты.

5. Экспериментально определить верхнюю граничную частоту для каждогоиз каскадов ОЭ, ОБ и ОК при R_Н = R10 . Напряжение на выходе ГСС поддерживать неизменным на всех частотах и равным 35 мВ.

6. Рассчитать fв для каждого каскада и сопоставить расчетные и экспериментально полученные значения между собой.

Контрольные вопросы

1. Какова малосигнальная эквивалентнаясхема транзистора, транзисторных каскадов ОЭ, ОБ, ОК?

2. Чем отличаются между собой усилительные каскады ОЭ, ОБ, ОК (схемные различия, различия в параметрах и характеристиках)?

3. Как измерить входное и выходное сопротивления усилителя, усиление по напряжению, току, мощности?

4. Объясните, почему возникают искажения в транзисторных каскадах? Какова природа возникающих искажений?

5. Дайте определение граничной частоты усилителя.

Литература

1. В.Г.Гусев, Ю.М.Гусев. Электроника. - М.: Высшая школа,1982. - С. I62-I78.

2. Е.И.Манаев. Основы радиоэлектроники. - М.: Радио и связь, 1985. - С. 95-100, I30-I32.

Работа № 3. ключевой РЕжим РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРА

Цель работы - исследовать статические режимы и переходные процессы в схеме простого транзисторного ключа. Продолжительность работы - 3,5 часа.

Теоретическая часть

Транзисторные ключи (ТК) являются основой логических элементов ЭВМ. Дня отображения двоичных символов используются статические состояния ТК, в которых транзистор работает в режимах отсечки или насыщения. Во время переходных процессов при переключениииз одного статического состояния в другое транзистор работает в нормальном и инверсном активных режимах.

Основными параметрами статических состояний ТК являются напряжение насыщения Uкэн и обратный ток Jко. Режим отсечки ТК (рис. 12) характеризуется низким уровнем напряжения

U_вых =-Ек+JкоRк»-Ек. В режиме насыщения через ТК протекает ток

U_вых =U_кэ »0.

Основными параметрами переходных процессов являются: при включении ТК tз - время задержки и tф - длительность фронта, а при выключении tрас - время рассасывания накопленного в базе заряда и tc - длительность среза.

На рис. 13 представлены временные диаграммы, иллюстрирующие переходные процессы в ТK. Время задержки , где t_вх =R_б С_вх ; U_б0 - начальное напряжение на Свх . Длительность фронта определяется по формуле

Рис. 13. Временные диаграммы работы транзисторного ключа

Для удобства измерения фронта его часто определяют как время нарастания тока от уровня 0.1J_кн до уровня 0.9J_кн ; . В этих формулах (f_в -верхняя граничная частота каскада ОЭ),а - коэффициент насыщения. Ток базы, соответствующий границе насыщения,

Время рассасывания заряда в базе , где t_u - время жизни неосновных носителей в базе в режиме насыщения.

Время рассасывания характеризуется интервалом времени от момента подачи запирающего входного напряжения +Е_б2 до момента, когда заряд в базе уменьшается до граничного значения Q_гр =J_бн t_u , при котором транзистор переходит из насыщенного состояния в активный режим. Если коллекторный переход запирается раньше эмиттерного (t_к <t_э ) то транзистор переходит в нормальный активный режим, если наоборот (t_э ^u < t_к ^u ), то в инверсный активный режим. В последнем случае на графике J_k и U_к появляется характерный выброс (рис. 13, штриховые линии).

Заканчивается переходный процесс при выключении транзистора срезом выходного напряжения (задним фронтом). Длительность tc можно оценить, считая, что процесс формирования заднего фронта заканчивается при Q»0. Тогда .

Однако в реальных схемах большая часть среза выходного напряжения происходит, когда транзистор находится в режимаотсечки. Поэтому длительность среза определяется постоянной времени t_к =R_к С_к или t_к =Rк(Ск+Сн) с учетом емкости нагрузки Сн. Конденсатор С в схеме ТК (рис. 12. пунктир) является форсирующим. Он позволяет увеличить токи базы J_б1 и J_б2 нa короткий промежуток времени, в то время как стационарные токи базы практически не меняются, это приводит к повышению быстродействия ТК. Другим способом увеличения быстродействия ТК является введение нелинейной обратной связи. Диод с малым временем восстановления (диод Шоттки), включенный между коллектором и базой, предотвращает глубокое насыщение ТК, фиксируя потенциал коллектора относительно потенциала базы. Такие ТК называют ненасыщенными.