Каталог :: Радиоэлектроника

: Элементная база радиоэлектронной аппаратуры-2

УПИ – УГТУ
                    Кафедра радиоприёмные устройства.                    
     

Контрольная работа № 2

по дисциплине: “ Элементная база радиоэлектронной аппаратуры “. Вариант № 17 Шифр: Ф.И.О Заочный факультет Радиотехника Курс: 3 Работу не высылать. УПИ – УГТУ Кафедра радиоприёмные устройства.

Контрольная работа № 2

по дисциплине: “ Элементная база радиоэлектронной аппаратуры “. Вариант № 17 Шифр: Ф.И.О Заочный факультет Радиотехника Курс: 3 Работу не высылать. Аннотация. Целью работы является активизация самостоятельной учебной работы, развитие умений выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и характеристики, эквивалентные схемы полупроводниковых приборов. Исходные данные: Тип транзистора ......................... ГТ310Б Величина напряжения питания Еп .................... 5 В Сопротивление коллекторной нагрузки Rк .............. 1,6 кОм Сопротивление нагрузки Rн ..................... 1,8 кОм Схема включения транзистора с общим эмиттером, с фиксированным током базы, с резистивно- ёмкостной связью с нагрузкой. Биполярный транзистор ГТ310Б. Краткая словесная характеристика: Транзисторы германиевые диффузионно- сплавные p-n-p усилительные с нормированным коэффициентом шума высокочастотные маломощные. Предназначены для работы в усилителях высокой частоты. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Обозначение типа приводится на этикетке. Масса транзистора не более 0,1 г.. Электрические параметры. Коэффициент шума при ƒ = 1,6 МГц, Uкб= 5 В, IЭ= 1 мА не более ...... 3 дБ Коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала при Uкб= 5 В, IЭ= 1 мА, ƒ = 50 – 1000 Гц .............. 60 – 180 Модуль коэффициента передачи тока H21э при Uкб= 5 В, IЭ= 5 мА, ƒ = 20 МГц не менее ............. 8 Постоянная времени цепи обратной связи при Uкб= 5 В, IЭ= 5 мА, ƒ = 5 МГц не более ............ 300 пс Входное сопротивление в схеме с общей базой при Uкб= 5 В, IЭ= 1 мА .................... 38 Ом Выходная проводимость в схеме с общей базой при Uкб= 5 В, IЭ= 1 мА, ƒ = 50 – 1000 Гц не более .......... 3 мкСм Ёмкость коллектора при Uкб= 5 В, ƒ = 5 МГц не более .......... 4 пФ Предельные эксплуатационные данные. Постоянное напряжение коллектор- эмиттер: при Rбэ= 10 кОм ....................... 10 В при Rбэ= 200 кОм ........................ 6 В Постоянное напряжение коллектор- база .................. 12 В Постоянный ток коллектора ..................... 10 мА Постоянная рассеиваемая мощность коллектора при Т = 233 – 308 К ...... 20 мВт Тепловое сопротивление переход- среда .................. 2 К/мВт Температура перехода ........................ 348 К Температура окружающей среды ..................... От 233 до 328 К Примечание. Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора, мВт, при Т = 308 – 328 К определяется по формуле: PК.макс= ( 348 – Т )/ 2 Входные характеристики. Для температуры Т = 293 К :

Iб, мкА

Выноска 3: Uкэ= 0 В

200

160

Выноска 3: Uкэ= 5 В

120

80

40

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

Uбэ

Выходные характеристики. Для температуры Т = 293 К :

Выноска 3: Iб= 80 мкА

Iк ,

мА

Выноска 3: Iб= 70 мкА9

Выноска 3: Iб= 60 мкА8

7

Выноска 3: Iб= 50 мкА6

Выноска 3: Iб= 40 мкА5

Выноска 3: Iб= 30 мкА4

3

Выноска 3: Iб= 20 мкА2

Выноска 3: Iб= 10 мкА1

0

1

2

3

4

5

6

Uкэ

Нагрузочная прямая по постоянному току.
Уравнение нагрузочной прямой по постоянному току для схемы включения с общим эмиттером: Построим нагрузочную прямую по двум точкам: при Iк= 0, Uкэ= Еп = 9 В, и при Uкэ= 0, Iк= Еп / Rк = 9 / 1600 = 5,6 мА

Iк ,

мА

6

Выноска 3: Iб0= 30 мкА5

4

А

3

Iк0

2

1

0

1

2

3

4

5

Uкэ0

6

7

8

9

Еп

Uкэ

Выноска 3: Uкэ=4,2 В

Выноска 3: Uкэ= 0 В

Iб, мкА

Выноска 3: Uкэ= 5 В

50

40

30

Iб0

20

10

0

0,15

0,17

0,19

0,21

0,23

0,25

0,27

0,29

Uбэ0

0,31

Uбэ

Параметры режима покоя (рабочей точки А): Iк0= 3 мА, Uкэ0= 4,2 В, Iб0= 30 мкА, Uбэ0= 0,28 В
Величина сопротивления Rб: Определим H–параметры в рабочей точке.

Выноска 3: Iб = 40 мкА

Iк ,

мА

Выноска 3: Iб0= 30 мкА6

5

4

ΔIк0

3

ΔIк

2

1

0

1

2

3

4

5

Uкэ0

6

7

8

9

Еп

Uкэ

ΔUкэ

Выноска 3: Uкэ= 4,2 В

Iб, мкА

50

40

ΔIб

30

Iб0

20

10

0

0,15

0,17

0,19

0,21

0,23

0,25

0,27

0,29

Uбэ0

0,31

Uбэ

ΔUбэ
ΔIк0= 1,1 мА, ΔIб0 = 10 мкА, ΔUбэ = 0,014 В, ΔIб = 20 мкА, ΔU кэ= 4 В, ΔIк= 0,3 мА

H-параметры: Определим G – параметры. Величины G-параметров в рабочей точке определим путём пересчёта матриц:

G-параметр: G11э= 1,4 мСм, G12э= - 0,4*10 –6 G21э= 0,15 , G22э= 4,1*10 –3 Ом Определим величины эквивалентной схемы биполярного транзистора.

Схема Джиаколетто – физическая малосигнальная высокочастотная эквивалентная схема биполярного транзистора:

Величины элементов физической эквивалентной схемы транзистора и собственная постоянная времени транзистора определяются соотношениями (упрощёнными):
Собственная постоянная времени транзистора: Крутизна:
Определим граничные и предельные частоты транзистора.
Граничная частота коэффициента передачи тока:
Предельная частота коэффициента передачи тока базы в схеме с общим эммитером:

Максимальная частота генерации:
Предельная частота коэффициента передачи тока эммитера в схеме с общим эммитером: Предельная частота проводимости прямой передачи:
Определим сопротивление нагрузки транзистора и построим нагрузочную прямую. Сопротивление нагрузки транзистора по переменному току:
Нагрузочная прямая по переменному току проходит через точку режима покоя Iк0= 3 мА, Uкэ0= 4,2 В и точку с координатами: Iк= 0, Uкэ= Uкэ0+ Iк0*R~= 4,2 + 3*10 –3 * 847 = 6,7 В

Iк ,

мА

6

Выноска 3: Iб0= 30 мкА5

4

А

3

Iк0

2

1

0

1

2

3

4

5

Uкэ0

6

7

8

9

Еп

Uкэ

Определим динамические коэффициенты усиления.
Выноска 3: Iб2= 40 мкА

Выноска 3: Iб0= 30 мкА

Iк ,

мА

6

5

А

4

ΔIк

3

Iк0

Выноска 3: Iб1= 20 мкА2

1

0

1

2

3

4

5

Uкэ0

6

7

8

9

Еп

Uкэ

ΔUкэ

Выноска 3: Uкэ= 4,2 В

Iб, мкА

50

40

ΔIб

30

Iб0

20

10

0

0,15

0,17

0,19

0,21

0,23

0,25

0,27

0,29

Uбэ0

0,31

Uбэ

ΔUбэ
ΔIк= 2,2 мА, ΔUкэ= 1,9 В, ΔIб = 20 мкА, ΔUбэ = 0,014 В
Динамические коэффициенты усиления по току КI и напряжению КU определяются соотношениями: Выводы: Данная работа активизировала самостоятельную работу, развила умение выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и характеристики, эквивалентные схемы полупроводниковых транзисторов, дала разностороннее представление о конкретных электронных элементах. Библиографический список. 1) “Электронные приборы: учебник для вузов” Дулин В.Н., Аваев Н.А., Демин В.П. под ред. Шишкина Г.Г. ; Энергоатомиздат, 1989 г.. 2) Батушев В.А. “ Электронные приборы: учебник для вузов”; М.: Высш.шк., 1980г. 3) Батушев В.А. “ Электронные приборы: учебник для вузов”; М.: Высш.шк., 1969г. 4) Справочник “ Полупроводниковые приборы: транзисторы”; М.: Энергоатомиздат, 1985г.. 5) Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам; М.: Энергия, 1976г.. 6) Справочник “ Транзисторы для аппаратуры широкого применения ”; М.: Радио и связь, 1981г..