Изучить статические и динамические характеристики биполярных транзисторов в режиме малого сигнала.
Изучить основные характеристики и параметры одиночных каскадов усиления.
1.2. Содержание расчетного задания
1.2.1. В соответствии с номером варианта определите тип транзистора по табл. 1.1., а из справочников спишите параметры и срисуйте на кальку или распечатайте [Л11] характеристики транзистора.
1.2.2. По заданным характеристикам транзисторов определите коэффициент передачи тока эмиттера, тока базы и h-параметры.
1.2.3. Для заданного транзистора определите увеличение Iкбо при возрастании температуры от комнатной до 70 °С.
1.2.4. Определите входное сопротивление усилительных каскадов по схемам с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК) без учета сопротивления делителя напряжения в цепи базы.
1.2.5. Определите выходное сопротивление усилительных каскадов по схемам с ОЭ и ОК.
1.2.6. Определите значение коэффициентов усиления каскадов с ОЭ по напряжению, току и мощности.
Исходные данные:
Таблица 1.1
Вариант Тип транзистора
12 КТ325
Решение
Справочные данные для транзистора КТ325.
Электрические параметры
Статический коэффициент передачи тока в схеме ОЭ при UКБ = 5 В, IЭ = 10 мА
30…90
Граничная частота коэффициента передачи тока при UКБ = 5 В, IЭ = 10 мА, не менее
800МГц
Граничное напряжение при IЭ = 10 мА, не менее 15 В
Емкость коллекторного перехода при UКБ = 5 В, не более 2,5 пФ
Емкость эмиттерного перехода при UЭБ = 4 В, не более 2,5 пФ
Обратный ток коллектора при UКБ = 15 В, не более 0,5 мкА
Обратный ток эмиттера при UЭБ = 4 В, не более 1 мкА
Предельные эксплуатационные данные
Постоянное напряжение коллектор – база 15 В
Постоянное напряжение коллектор – эмиттер при Rбэ = 3 кОм 15 В
Постоянное напряжение эмиттер – база 4 В
Постоянный ток коллектора и эмиттера 30 мА
Постоянная рассеиваемая мощность коллектора
при Т ≤ +85 ºС
при Т = +125 ºС
225 мВт
85 мВт
Температура p-n-перехода +150 ºС
Температура окружающей среды -60…+125
ºС
Семейства входных и выходных статических характеристик транзистора КТ325 показаны на рис.1.
Рисунок 1 - Входные и выходные характеристики КТ325
Определим коэффициент передачи тока эмиттера, тока базы и h-параметры.
Для получения данных для расчета Uкэ и Iк на кальке с семейством выходных характеристик транзистора необходимо провести линию нагрузки АВ. Точку В откладываем на оси Uкэ при Uкэ=12 В.
Точку А берем на середине перегиба вольтамперной характеристики с максимальным током базы. Далее проводим линию нагрузки до оси Iк, т.е. до Iк.max и определяем рабочую точку О (рис.2).
Рисунок 2 – Построение линии нагрузки
Рисунок 3 – Рабочая точка на входной характеристике транзистора КТ325
Графически определяем параметры рабочей точки IKО = 12 мА, IБО = 100 мкА, UбэO =0,67 В, IKMAX = 23 мА.
Из формулы (1.3) методических указаний находим коэффициент передачи тока эмиттера
α=IK-IкбоIK+Iб=12∙10-3-0,5∙10-612∙10-3+100∙10-6=0,992.
Из формулы (1.4) методических указаний находим коэффициент передачи тока базы
β=α1-α=0,9921-0,992=124.
Из формулы (1.7) находим RK=UKЭРIKMAX=1223∙10-3=521,74 Ом.
h параметры могут быть рассчитаны по семейству входных характеристик транзистора снятых при различных значениях напряжений на коллекторе. Обычно, Uкэ10, а Uкэ2 равно рабочему напряжению каскада, Uкэ2 = 6 В. Для расчета h11 на линейном участке характеристики имеющим большую скорость роста тока Iб и снятой при Uкэ2, ставят три точки А, D, С (рис. 4). Точка А берется на нижнем отрезке линейного участка, точка С на верхнем отрезке участка, а на его середине точка D, соответствующая исходному рабочему режиму (в дальнейшем называем ее «рабочей точкой»).
Рисунок 4 - Определение h11Э и h12Э графоаналитическим методом.
Из точек А и С проводят прямые параллельные осям Uбэ и Iб, а их пересечение обозначают буквой В
. Из треугольника АВС получают данные для определения h11э. При расчетах U и I берем в вольтах и амперах.
h11Э=ABBC=ΔUбэ1ΔIб=0,040,25∙10-3=160 Ом.
Для определения h12 необходимо найти приращение напряжения на базе в рабочей точке при увеличении Uкэ от Uкэ1 до Uкэ2. Рабочая точка сместится от D до E, т.е. на Uбэ2, при этом
h12Э=ΔUбэ2ΔUКЭ=DEUКЭ2-UКЭ1=0,116-0=0,018.
По выходным характеристикам транзистора (рис.5) можно определить параметры h21Э и h22Э, при величине рабочего напряжения на коллекторе Uкэр=12 В.
Рисунок 5 - Определение h21Э и h22Э графоаналитическим методом.
Для определения h21Э из точки пересечения нагрузочной прямой с характеристикой, снятой при токе базы Iб2=Iб рт, т.е. точки О, проводим прямую параллельную оси Iк. На ее пересечении с характеристикой Iб1 берем точку D, а на пересечении с характеристикой при токе Iб9 берем точку Е. Проекции от D и Е на ось Iк позволят определить величину выходного тока Iк1. Проекция точки О на ось Iк дает величину тока транзистора Iко в статическом, т.е. исходном режиме.
Через приращение Iк1 и Iб =Iб9-Iб1 определяется
h21Э=ΔIKΔIб=ΔIK1Iб9-Iб1=(20-3)∙10-3(180-20)∙10-6=106,25.
Для определения параметра h22 на концах линейного участка характеристики с Iб5=Iбрт ставим точки А и В. Точка В берется при Uкэ=12 В. Из точек А и В делаем сноски на оси Iк и Uкэ. При этом получается треугольник АВС. Катет ВС соответствует приращению тока Iк2, а катет АС приращению напряжения Uкэ, т.е.
h22э=BCAC=ΔIK2ΔUКЭ2=2,1∙10-310=0,21∙10-3 См.
Точность определения параметров графоаналитическим способом невелика.
Для заданного транзистора определим увеличение Iкбо при возрастании температуры от комнатной до 70 °С.
С увеличением температуры обратный ток коллектора (Iкбо) увеличивается в соответствии с зависимостью (1.15) методических указаний:
Iкб0=Iкон⋅2t°-t°н10,
где Iкон - значение Iкбо при температуре tн (определяется по справочнику);
t° - температура равная 70 градусов, при которой надо определить Iкбо.
Из справочных данных tн = 25°С.
Тогда по формуле (1.15) находим
Iкб0=Iкон⋅2t°-t°н10=0,5∙10-6∙2∙70°-25°10=4,5 мкА.
Определим входное сопротивление усилительных каскадов по схемам с общим эмиттером (ОЭ) и общим коллектором (ОК) без учета сопротивления делителя напряжения в цепи базы
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
