Дано:

Нарисовать схему эксперимента,обьяснить значение коэффициентов α и β, найти и исправить описку в таблице.

α- коэфициент передачи тока,характеризующий связь между приращениями эммитерного и коллекторного токов. На практике для характеристики усилительных свойств транзистора пользуются коэффициентом передачи тока эмиттера или, как его иначе называют, коэффициентом усиления по току a, который является отношением общего коллекторного переменного тока к общему эмиттерному переменному току в режиме короткого замыкания коллектора на базу по переменному току.

β- коэффициент усиления по току биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером. Коэффициент β перед показывает, как изменяется ток коллектора Iк при единичном изменении тока базы Iб

Схема эксперимента

Проверим результаты расчёта, данные в таблице:

Рассчитано верно

Рассчитано неверно

Ответ: описка, вместо 0,999 должно быть 0,9901

Шифр 04     Задача 8    Вариант4

Изобразить структуру,обозначение и передаточную хар-ку полевого транзистора,с изолированным затвором и индуцированным n-каналом.

                                                                                                                            Рисунок 2

В МДП-транзисторах с индуцированным каналом (рис. 2) проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока отсутствует и, следовательно, заметный ток стока появляется только при определенной полярности и при определенном значении напряжения на затворе относительно истока, которое называют пороговым напряжением (UЗИпор).

Принцип действия

При напряжении на затворе относительно истока, равном нулю, и при наличии напряжения на стоке ток стока оказывается ничтожно малым. Он представляет собой обратный ток p-n перехода между подложкой и сильнолегированной областью стока. При отрицательном потенциале на затворе (для структуры, показанной на рис. 2) в результате проникновения электрического поля через диэлектрический слой в полупроводник при малых напряжениях на затворе (меньших UЗИпор) у поверхности полупроводника под затвором возникает обедненный основными носителями слой эффект поля и область объемного заряда, состоящая из ионизированных нескомпенсированных примесных атомов. При напряжениях на затворе, больших UЗИпор, у поверхности полупроводника под затвором возникает инверсный слой, который и является каналом, соединяющим исток со стоком. Толщина и поперечное сечение канала будут изменяться с изменением напряжения на затворе, соответственно будет изменяться и ток стока, т. е. ток в цепи нагрузки и относительно мощного источника питания. Так происходит управление током стока в полевом транзисторе с изолированным затвором и с индуцированным каналом.

 стоко – затворная характеристика полевого транзистора со встроеным каналом n- типа.

Шифр 04     Задача 9    Вариант3

Полупроводниковые,газоразрядные индикаторы.Дать определение,принцип работы,условное графическое обозначение и область применения.Достоинства и недостатки.

Индикаторы газоразрядные, газонаполненные приборы для визуального воспроизведения информации. В И. г. используется главным образом свечение катодной области тлеющего разряда. Они имеют высокую надёжность, долговечность (до 10 000 ч), большую яркость (сотни - тысячи нит), малую потребляемую мощность. Различают И. г.: сигнальные, в которых информация представляется в виде точки или малой светящейся области (неоновые индикаторные лампы и индикаторы малых уровней напряжения); знаковые, в которых информация представляется в виде различных знаков, образуемых светящимися электродами, имеющими отдельные выводы; линейные (аналоговые и дискретные), в которых информация представляется в виде светящегося столбика (длина его пропорциональна силе тока, протекающего через прибор) или в виде светящейся точки (положение точки определяется числом импульсов, поданных на вход устройства, управляющего работой индикатора); матричные, в которых информация представляется в виде совокупности светящихся точек на плоском экране, состоящем из нескольких десятков тысяч газосветных ячеек, образующих матрицу из рядов и столбцов.

Условно-графическое изображение газоразрядного индикатора.

К недостаткам газоразрядных индикаторов, следует отнести высокие напряжения, низкую разрешающую способность, трудность получения всей цветовой палитры.

Полупроводниковые индикаторы являются одним из видов знакосинтезирующих индикаторов (ЗСИ), под которыми понима­ются приборы, где информация, предназначенная для зритель­ного восприятия, отображается с помощью одного или совокупности дискретных элементов (ГОСТ 25066-81).

ППИ являются активными знакосинтезирующими индикато­рами, в которых используется явление инжекционной электро­люминесценции. Явление электролюминесценции в полупровод­никовых материалах, т. е. излучение света р-n переходом, было впервые обнаружено и исследовано в 1923 г. О. В. Лосевым. Дальнейшие исследования отечественных и зарубежных ученых в 60 — 70-х годах позволили исследовать и определить перечень полупроводниковых материалов, обладающих высокой эффектив­ностью преобразования электрической энергии в световую. Полученные значения светотехнических параметров позволили создать ППИ, пригодные для практического применения.

Условно-графическое изображение полупроводникового индикатора.

Излучение генерируется либо внутри полупроводникового элемента в одноступенчатом процессе излучательной рекомбина­ции электронов и дырок, либо в результате более сложных двухступенчатых процессов генерации инфракрасного излучения внутри полупроводникового элемента с последующим возбуж­дением внешнего слоя антистоксового люминофора. Из-за малого КПД второй способ люминесценции не получил широкого распространения при проектировании полупроводниковых инди­каторов.

Преимущество перед другими видами ЗСИ. Основными из них являются: во-первых, полная конструктивная и технологическая совместимость с ин­тегральными микросхемами (т. е. совместимость управляющих напряжений ППИ с амплитудами логических уровней ИМС) и, во-вторых, возможность выпуска ППИ в виде ограниченного количества унифицированных модулей.

Шифр 04     Задача 10    Вариант6

Дано: R=1кОм, С=3мкФ, на вход цепи подаются положительные импульсы tи=15мс.

Определить тип фильтра и его граничную частоту, построить АЧХ, эпюру выходного напряжения.

Схема фильтра:

Форма входного сигнала:

1.Определяем тип фильтра и его граничную частоту.

ВЧ RC-фильтр

Граничная частота:

Гц

Амплитудно-частотная хар-ка ВЧ фильтра:

К=│Uвых/Uвх│=,

где τ = RC = c =3 мс постоянная времени цепи

ω=2πf

Выходное напряжение: Uвых= Uвх- Uс ;

Uс изменяется по экспоненциальному закону (заряд и разряд конденсатора),то Uвых имеет вид

Uвых.(0)= Uвх.(tи), длительность переходного процесса равна ≈3 τ < tи =15 мс, следовательно Uвых.(tи)=0.В момент спада входного напряжения от Uм до 0, выходное напряжение скачком изменяется от 0 до – Uм, т.к. Uвх= Uвых+ Uс=0, а Uс мгновенно изменится не может.

Шифр 04     Задача 11    Вариант2

Дано:

Схема усилительного каскада с общим эмиттером, тип тра-ра КТ912А,ВАХ транзистора,

Uп= 9В,

амплитуда Ег=15мВ,

Rк=680 Ом,

Rэ=180 Ом,

R1= 68кОм,

R2= 7,5 кОм.

Требуется определить рабочий участок нагрузочной прямой, макс. значение амплитуды входного сигнала, значение коэффициента усиления по току, наибольшее амплитудное значение тока входного сигнала, режим работы каскада, возможный диапазон КПД и нелинейных искажений, определить нормальность работы транзистора; нарисовать эпюру выходного напряжения, если входное напряжение-синусоидальное.

Схема усилительного каскада

Нагрузочная прямая проводится через току Uкэ=Uп=9В на оси ординат выходной ВАХ транзистора и через точку Iк= Uк/Rк=9/680=0,0132А=13,2мА на оси абсцисс. В этом случае транзистор постоянно находится в режиме отсечки. Для работы в линейном режиме изменим величину Rк. Принимаем Rк= 0,68 Ом,тогда Iк= Uк/Rк=9/0,68=13,2 А. Через точку Iк=13,2 А и точкуUкэ=9 В проводим нагрузочную прямую.

Рабочий участок нагрузочной прямой отрезок АВ.

 Максимальная амплитуда входного сигнала:

Uкэ m max=8,1-2,5/2=2,8В

Коэффициент усиления по току:

Β=h21э=│Uкэ=const=,определён при Uкэ=5,8В

Наибольшее амплитудное значение тока входного сигнала:

Iвх m max =

Режим работы транзистора определяется положением рабочей точки. Резисторы R1, R2 представляют собой делитель напряжения, создающий на базе транзистора Uб.0

 отсюда  В

По входной хар-ке находим Iбо=165 мА

По выходным хар-ам определяем Uкэ.о= 4,5 В, Iк.о=6,5 А

Амплитуда напряжения Б-Э: Uб.m=Ег=0,015 В

Усилительный каскад работает в режиме А, т.к. при синусоидальном входном напряжении выходной сигнал также имеет синусоидальную форму, нелинейных искажений практически не возникает. Ток коллектора протекает в течении всего периода изменения Uвх= Uб. На коллекторе рассеивается мощность Рк= Uэ.о *Iк.о=4,5*6,5=29,25 Вт. Предельно допустимые значения Рк равно Рк max= 30 Вт, т.е. режим работы транзистора считается нормальным,т.к. выполняется условие:

Рк ≤ Рк max

Мощность выходного сигнала:

Рвых.=0,1 Вт, где

Iк.m=0,5А ; Uкm=0,4 В, которые были определены по ВАХ для Uб.о.=0,015 В

КПД каскада в заданном режиме:

0,0034=0,34% -весьма незначительно.

КПД возможно увеличить, если уменьшить Uб.о., для этого нужно уменьшить сопротивление R2. Так как амплитуда входного напряжения маленькая, то коэффициент нелинейных искажений увеличится ненамного.

При Uб.о.=0,5 В значения остальных хар-ик составят:

Iк.о=50 мА, Uкэ.о= 6,8 В ,Iк.о=3 А ,Рк max= Uкэ.о* Iк.о= 6,8*3=20,4 Вт

При Uб.о.=0,3 В

Iк.о=25 мА, Uкэ.о= 7,6 В ,Iк.о=2 А ,Рк max=15,2 Вт

При увеличении амплитуды входного сигнала КПД увеличивается, коэффициент нелинейных искажений возрастает,т.к. при большом значении Uб.m. отрезок входной ВАХ от Uб.min до Uб.max  уже нельзя считать линейным.

Iб.о=165 мА, Uб.о.= 0,894 В ,Iк.о=6,5 А ,Uкэ.о= 4,5В максимальная величина Uб.m , при которой усилитель работает в классе А составляет примерно 0,5 В

Шифр 04     Задача 12    Вариант3

Дано:

Схема каскада, форма входного сигнала синусоидальная.

Как изменится сигнал на выходе усилительного каскада или его АЧХ при значительном изменении элемента С1.

Увеличение ёмкости С1 приведёт к уменьшению граничной частоты ВЧ-фильтра на входе усилительного каскада

Чем больше ёмкость С1, тем меньше f гр.

Шифр 04     Задача 13    Вариант8

Дано: Схема опыта, результаты опыта.

Определить показания вольтметра PV3, определить какую математическую операцию может выполнять схема.

Опыт №1

PV3=│ Uвых│=К*│U1-U2│=│1-3│*10³=│-2│*10³=2 В

Линейный режим усиления, т.к. Uп1>│U1-U2│, выполняется математическая операция -умножение:  Uвых=К*(U1-U2)

Опыт№2

К*│U1-U2│=│5-(-7)│*10³=│12│*10³=12 В

PV3= Uп1=10 В

Uп1<│U1-U2│

нелинейный режим усиления

Шифр 04     Задача 14    Вариант0

Дано: математическая функция интегрирование. Аргумент 1 cos(ωt) .

Нарисовать принципиальную электрическую схему на базе операционного усилителя и эпюры выходного напряжения.

Принимаем аргумент 1 cos(ωt)=U1, тогда схема имеет вид:

U1(t)=cos ωt, Uвых(t)=К*∫ U1(t) dt=К1 sin ωt , где К и К1 коэффициенты пропорциональности.

Шифр 04     Задача 15    Вариант1

Дано:

Структурная схема источника вторичного питания, типы элементов структурной схемы:

Трансформатор – ТР

Выпрямительная группа- ВГ (однополупериодный выпрямитель)

Сглаживающий фильтр-СФ (Г-образный RC-фильтр)

Стабилизатор-Ст (параметрический)

Нарисовать принципиальную электрическую схему источника питания, показать его работу с помощью эпюр напряжения. Проанализировать работу схемы при выходе из строя стабилитрона VD2.

Трансформатор преобразует (снижает или увеличивает) в зависимости от назначения входное напряжение. Однополупериодный выпрямитель преобразует переменный ток, в ток одного направления. RC-фильтр при включении конденсатора параллельно нагрузке сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Параметрический стабилизатор на основе стабилитрона, используя его нелинейный характер , не даёт напряжению возрасти выше напряжения стабилизации, которое зависит только от типа стабилитрона и не изменяется при изменении тока протекающего через стабилитрон. При выходе из строя, стабилитрон прекращает выполнять функцию ограничителя в источнике питания, пульсации сглаживаются только RC-фильтром.

Страницы: 1, 2, 3