Транзистором называют электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, пригодный для усиления мощности электрических сигналов и имеющий три или более выводов. · Входное сопротивление Rвх=Uвх/ІВХСХЕМА включения с общей базой Rвх=Uвх/Івх=Uбэ/Іэ. Uвх = Uбэ · Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Івх=Uбэ/ІбВ ходе выполнения настоящей курсовой работы были произведены расчеты h-параметров биполярного транзистора, стоко-затворных характеристик полевого транзистора и параметров электронно-лучевой трубки, а так же закреплены теоретические знания и практические навыки расчетов по дисциплине «Электроника».
Введение
Современную жизнь трудно представить без хорошо развитой системы связи.
Но современная связь обеспечивается совокупностью электротехнических и электронных устройств различной сложности, состоящих из элементов, к которым приложены электрические напряжения или протекают электрические токи. Сколь угодно сложные электронные устройства, в конечном счете, состоят из разнообразных электронных приборов, обладающих вполне определенными свойствами. Таким образом, чтобы разрабатывать, изготавливать или эксплуатировать различную аппаратуру связи, следует, прежде всего, знать процессы, происходящие в электронных приборах при различных условиях, а также законы, которым подчиняются эти процессы, т.е. освоить основы электроники.
Режимы работы биполярного транзистора
Транзистором называют электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним или несколькими электрическими переходами, пригодный для усиления мощности электрических сигналов и имеющий три или более выводов. По принципу действия транзисторы бывают биполярные и полевые.
Биполярный транзистор содержит три полупроводниковые области с чередующимися типами проводимости n-p-n или p-n-p, которые называют соответственно эмиттером, базой и коллектором.
Нормальный активный режим
Переход эмиттер-база включен в прямом направлении (открыт), а переход коллектор-база - в обратном (закрыт) UЭБ>0;UКБ<0;
Инверсный активный режим
Эмиттерный переход имеет обратное включение, а коллекторный переход - прямое.
Режим насыщения
Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты).
Режим отсечки
В данном режиме оба p-n перехода прибора смещены в обратном направлении (оба закрыты).
Барьерный режим
В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторную или в эмиттерную цепь транзистора включается резистор, задающий ток через транзистор.
В таком включении транзистор представляет из себя диод, включенный последовательно с резистором.
Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, неразборчивостью к параметрам транзисторов.
Схемы включения
Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями: · Коэффициент усиления по току Івых/Івх.
· Входное сопротивление Rвх=Uвх/ІВХСХЕМА включения с общей базой
Усилитель с общей базой.
· Среди всех трех конфигураций обладает наименьшим входным и наибольшим выходным сопротивлением. Имеет коэффициент усиления по току, близкий к единице, и большой коэффициент усиления по напряжению. Фаза сигнала не инвертируется.
· Коэффициент усиления по току: Івых/Івх=Ік/Іэ=? [?<1]
· Входное сопротивление
Rвх=Uвх/Івх=Uбэ/Іэ.
Входное сопротивление для схемы с общей базой мало и не превышает 100 Ом для маломощных транзисторов, так как входная цепь транзистора при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.
Достоинства: · Хорошие температурные и частотные свойства.
· Высокое допустимое напряжение
Недостатки схемы с общей базой : · Малое усиление по току, так как ? < 1
· Малое входное сопротивление
· Два разных источника напряжения для питания.
Схема включения с общим эмиттером
Івых = Ік
Івх = Іб
Uвх = Uбэ
Uвых = Uкэ
· Коэффициент усиления по току:
Івых/Івх=Ік/Іб=Ік/(Іэ-Ік) = ?/(1-?) = ? [?>>1]
· Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Івх=Uбэ/Іб
Достоинства: · Большой коэффициент усиления по току
· Большой коэффициент усиления по напряжению
· Наибольшее усиление мощности
· Можно обойтись одним источником питания
· Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.
Недостатки: · Худшие температурные и частотные свойства по сравнению со схемой с общей базой
Схема с общим коллектором
Івых = Іэ
Івх = Іб
Uвх = Uбк
Uвых = Uкэ
Коэффициент усиления по току: Івых/Івх=Іэ/Іб=Іэ/(Іэ-Ік) = 1/(1-?) = ? [?>>1]
· Входное сопротивление: Rвх=Uвх/Івх=(Uбэ Uкэ)/Іб
Достоинства: · Большое входное сопротивление
· Малое выходное сопротивление
Недостатки: · Коэффициент усиления по напряжению меньше 1.
Схему с таким включением называют «эмиттерным повторителем»
Расчет курсовой работы биполярный транзистор электронный лучевой
Задача 1
В данном расчете используется транзистор МП114, включенный по схеме с ОЭ.
Входная Uб=f(Uбэ), при Uкэ -const, и выходные Ік=f(Uкэ), при Іб-const, характеристики взяты из справочника. Модель транзистора с h-параметрами описывается уравнениями: Uкэмах=60В, Ік=10МА
входное сопротивление в режиме короткого замыкания на выходе;
- коэффициент внутренней обратной связи при холостом ходу на вхо де;
- коэффициент усиления по току при коротком замыкании на выходе;
- выходная проводимость при холостом ходу на входе.
= при - const;( рис.1)
= при - const;(рис.2)
= при Іб- const;(рис.1)
= при Іб- const;(рис.2) и определяют по входным характеристикам, а и - по выходным.
Строим нагрузочную характеристику (рисунок 2).
МП114
Рис.2. Входная и выходная характеристики транзистора МП114
U , где - ЭДС источника питания (30 В), - сопротивление коллекторной нагрузки (300 Ом).
При , =0,1A При , = = 30 В
Строим кривую предельно допустимой мощности (таблица 1)
= 150 МВТ (максимально допустимая мощность по справочнику)
Для данного транзистора рекомендуется использовать радиатор.
Таблица 1.
, B51015202530
, A0,030,0150,010,0750,060,05
На нагрузочной прямой выбираем рабочую точку (рисунок 2), определяем h- параметры.
=
=
=
=
Коэффициент усиления по току
=4
Коэффициент усиления по напряжению
Коэффициент усиления по мощности
Задача 2
Расчет полевого транзистора.
В процессе усиления в полевом транзисторе принимают участие только основные носители заряда канала.
Для расчета используют два семейства характеристик: переходные и выходные.
Переходные - зависимость тока стока от напряжения на затворе для ряда постоянных напряжений на стоке .
=f( ), при -const
Выходные - зависимость тока стока от напряжения на стоке при постоянном напряжении на затворе .
=f( ), при -const.
S - крутизна переходной характеристки
S=D /D , при - const.
Ri- внутренне сопротивление
Ri=D /D , при -const. m - коэффициент усиления m=S*Ri
По расчетным значениям строим выходную характеристику (рисунок 3), а по ней переходную характеристику (рисунок 4).
Рис 3. Выходная характеристика транзистора
Рис 4. Переходная характеристика транзистора
По графикам определяем статические параметры транзистора
S=DI /DUЗИ=(9,9-2)/1=7,9 MA/B
R Om
Задача 3
Для электронно-лучевой трубки с электростатическим отклонением луча, длина отклоняющих пластин которой l, расстояние между пластинами, расстояние от экрана до края пластин L, определить: чувствительность к отклонению по напряжению, время пролета электронов между пластинами, граничную частоту отклонения, отклонение электронного луча на экране, угол отклонения луча от оси трубки, если напряжение на втором аноде равно U ,, а постоянные напряжения на отклоняющих пластинах равны U.
Расчет электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).
Расчет
Исходные данные: U=100 В; U =1.6 KB; l=22мм; L=140мм; d=9мм
Ку= , где l - длина отклоняющих пластин, L - расстояние до экрана, напряжение на втором аноде, d- расстояние между пластинами.
Чувствительность отклонения по напряжению вычисляется по формуле: Ку= мм/В
, где - отклонение электронного луча на экране
=0,106*100=10,6 мм
Время пролета электрона между пластинами = , где V -скорость электрона.
В ходе выполнения настоящей курсовой работы были произведены расчеты h-параметров биполярного транзистора, стоко-затворных характеристик полевого транзистора и параметров электронно-лучевой трубки, а так же закреплены теоретические знания и практические навыки расчетов по дисциплине «Электроника».
Список литературы
1. Электроника: учеб. для вузов по направлению 210300 - «Радиотехника» / Г.Г. Шишкин, А.Г. Шишкин. - М.: Дрофа, 2009. - 703 с.: а-ил.
2. Электротехника и электроника: учеб. пособие для соц. вузов, техн. отд-ний гуманитар. вузов и вузов неэлектротехн. профиля / М.А. Жаворонков, А.В. Кузин. - 2-е изд., стер. - М.: Академия, 2008. - 393 с.: а-ил. - (Высшее профессиональное образование).
3. Электроника: учеб. пособие для вузов по направлению 654100 «Электроника и микроэлектроника» / А.А. Щука; под ред. А.С. Сигова. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПБ.: БХВ-Петербург, 2008. - 739 с.: а-ил. - (Учебная литература для вузов).
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
