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 Е_п ....................          5   В
Сопротивление коллекторной нагрузки R_к ..............       1,6   кОм
Сопротивление нагрузки R_н .....................      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, U_кб= 5 В, I_Э= 1
мА не более ......         3 дБ
Коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала
при U_кб= 5 В, I_Э= 1 мА, ƒ = 50 – 1000 Гц ..............     60 – 180
Модуль коэффициента передачи тока H₂₁_э
при U_кб= 5 В, I_Э= 5 мА, ƒ = 20 МГц не менее .............          8
Постоянная времени цепи обратной связи
при U_кб= 5 В, I_Э= 5 мА, ƒ = 5 МГц не более ............     300 пс
Входное  сопротивление в схеме с общей базой
при U_кб= 5 В, I_Э= 1 мА ....................       38 Ом
Выходная проводимость в схеме с общей базой
при U_кб= 5 В, I_Э= 1 мА, ƒ = 50 – 1000 Гц не более ..........       3 мкСм
Ёмкость коллектора при U_кб= 5 В, ƒ = 5 МГц не более
..........          4 пФ
                   Предельные эксплуатационные данные.                   
                    Постоянное напряжение коллектор- эмиттер:                    
при R_бэ= 10 кОм .......................         10 В
при R_бэ= 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:
                    P_К.макс= ( 348 – Т )/ 2                    
                         Входные характеристики.                         
Для температуры Т = 293 К :
     I_б, _мкА 
200 
160 
120 
80 
40 
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 U_бэ,В      
                         Выходные характеристики.                         
Для температуры Т = 293 К :
     

     
I_к ,
мА    
9 
8 
7 
6 
5 
4 
3 
2 
1 
0 1 2 3 4 5 6 U_кэ,В      
                 Нагрузочная прямая по постоянному току.                 
     

Уравнение нагрузочной прямой по постоянному току для схемы включения с общим
эмиттером:
Построим нагрузочную прямую по двум точкам:
при  I_к= 0,  U_кэ= Е_п = 9 В,  и при  U_кэ= 0,   I_к= Е_п / R_к = 9 / 1600 = 5,6 мА
     
I_к ,
мА    
6
5 
4 А 
3
I_к₀ 
2 
1 
0 1 2 3 4 5
U_кэ₀ 6 7 8 9
Е_п U_кэ,В      
     
     I_б, _мкА 
50 
40 
30
I_б0 
20 
10 
0
0,15 0,17 0,19 0,21 0,23 0,25 0,27 0,29
U_бэ0 0,31 U_бэ,В      
Параметры режима покоя (рабочей точки А):
     I_к0= 3 мА, U_кэ0= 4,2 В, I_б0= 30 мкА, U_бэ0= 0,28 В
     

Величина сопротивления R_б:
                  Определим H–параметры в рабочей точке.                  
     
I_к ,
мА    
6
5 
4 ΔI_к₀ 
3 ΔI_к 
2 
1 
0 1 2 3 4 5
U_кэ₀ 6 7 8 9
Е_п U_кэ,В      
                                                    ΔU_кэ
                                
     I_б, _мкА 
50 
40    ΔI_б 
30
I_б0 
20 
10 
0
0,15 0,17 0,19 0,21 0,23 0,25 0,27 0,29
U_бэ0 0,31 U_бэ,В      
                                                     ΔU_бэ
     

     ΔI_к₀= 1,1 мА, ΔI_б₀ = 10
мкА, ΔU_бэ = 0,014 В, ΔI_б = 20 мкА, ΔU_кэ= 4 В, ΔI_к= 0,3 мА                 
     

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

     G-параметр:
     G₁₁_э= 1,4 мСм,  G₁₂_э= - 0,4*10 ^–6
     G₂₁_э= 0,15 ,        G₂₂_э=  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
     I_к0= 3 мА, U_кэ0= 4,2 В и точку с координатами:
     I_к= 0,  U_кэ= U_кэ0+ I_к0*R_~= 4,2 + 3*10^–3* 847 = 6,7 В
     
I_к ,
мА    
6
5 
4 А 
3
I_к₀ 
2 
1 
0 1 2 3 4 5
U_кэ₀ 6 7 8 9
Е_п U_кэ,В      
              Определим динамические коэффициенты усиления.              
     

     
I_к ,
мА    
6
5 А 
4 ΔI_к 
3
I_к₀ 
2 
1 
0 1 2 3 4 5
U_кэ₀ 6 7 8 9
Е_п U_кэ,В      
                                                     ΔU_кэ
                                
     I_б, _мкА 
50 
40    ΔI_б 
30
I_б0 
20 
10 
0
0,15 0,17 0,19 0,21 0,23 0,25 0,27 0,29
U_бэ0 0,31 U_бэ,В      
                                                     ΔU_бэ
     

     ΔI_к= 2,2 мА,  ΔU_кэ= 1,9 В,  ΔI_б = 20 мкА,  ΔU_бэ = 0,014 В
     

Динамические коэффициенты усиления по току К_I  и напряжению 
К_U 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..