Рассчитать значение тока идеализированного кремниевого диода при приложенном напряжении

Расчет токов и схем электронных приборов

Схематическое построение вольт-амперной характеристики идеализированного кремниевого диода и определение его сопротивления. Расчет величины сопротивления ограничительного резистора, параметры его стабилизации. Построение нагрузочной схемы транзистора.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

УО «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»

Факультет заочного обучения

по дисциплине «Электронные приборы»

Расчет токов и схем электронных приборов

Выполнил студент гр. 102402

Рассчитать и построить ВАХ идеализированного кремниевого диода в пределах изменения напряжения от -5 до +0,7В при Т=300К и обратном токе насыщения, равном . Значение теплового потенциала

при Т=300К принять равным 0,026В.

Определить дифференциальное и статическое сопротивление диода для заданного значения . Величины , .

Расчет ВАХ проведем в соответствии с выражением , в котором величина I₀ представляет тепловой ток p-n-перехода (ток насыщения). Для комнатной температуры тепловой потенциал . Результаты расчета прямой ветви (U>0) ВАХ представлены в табл.1.1.:

Результаты расчета обратной ветви (U R_диф.

Стабилитрон подключен для стабилизации напряжения параллельно резистору нагрузки R_H , как показано на рис.1.2.. Параметры стабилитрона ; I_{cm min} = 5 мА; I_{cm max} = 25 мА и сопротивление нагрузки . Определите величину сопротивления ограничительного резистора R_огр, если входное напряжение U_вх изменяется от U_{вх min} = 20 В до U_{вх max} = 30 B. Будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения входного напряжения U_вх?

Стабилитрон подключен для стабилизации напряжения к резистору нагрузки , как показано на рис.1.2.:

Выберем средний ток стабилитрона из условия:

Необходимая величина входного напряжения:

При этом необходимая величина входного напряжения будет равна:

Отсюда можно найти необходимую величину ограничительного резистора:

Диапазон изменения входного напряжения определяется следующими границами:

Отсюда вывод, что стабилизация напряжения осуществляется во всём диапазоне изменения входного напряжения.

Пользуясь справочными данными, приведите семейство выходных и входных характеристик биполярного транзистора. В качестве независимых переменных возьмите входной ток и выходное напряжение. Схему включения и тип транзистора определите по табл. 3 в соответствии с шифром. Объясните ход входных и выходных характеристик транзистора.

По справочнику установите предельно допустимую мощность транзистора. На семейство выходных характеристик нанесите кривую предельно допустимой мощности.

В рабочей точке по характеристикам определите значение h-параметров транзистора. На основании полученных числовых значений параметров рассчитайте параметры Т-образной эквивалентной схемы транзистора и постройте ее.

Предельно допустимая мощность транзистора ГТ 403 Pк=600мВт

Для тока базы в схеме транзисторного каскада представленного на рисунке можно записать следующие уравнения

Для выходной цепи транзистора (цепи коллектора) можно записать следующие уравнения:

Для Еб=0,7В; Rб=100 Ом; Ек=-12В; Rк=8 Ом;

Если транзистор рассматривать как четырехполюсник то функциональную связь между токами и напряжениями можно представить в виде:

Через h-параметры выражается в виде

Для схемы с общим эмиттером параметры h_11Э, h_12Э определяются по входным статическим характеристикам. Для этого из найденной рабочей точки проведем две прямые линии до пересечения с соседней характеристикой: одну параллельно оси токов, другую параллельно оси напряжений. В полученном треугольнике отрезок параллельный оси токов — приращение тока базы ДI_Б, а отрезок параллельный оси напряжений — приращение напряжения базы ДU_БЭ. Приращение напряжения коллектора ДU_КЭ — разность напряжений при которых снимались обе характеристики.

Из полученного треугольника имеем

Параметры h_21Э, h_22Э определяются по выходным статическим характеристикам. Из найденной рабочей точки проводим прямую, параллельно оси токов, до пересечения с соседней характеристикой и определяем приращение тока коллектора ДI_К при U_КЭ=const. Приращение тока базы при этом составит

Для определения параметра h_22Э из найденной рабочей точки проведем прямую линию, параллельную оси напряжений, на расстояние равное ДU_КЭ и определяем значение ДI`_К в результате:

Рассчитайте модуль и фазу коэффициента передачи по току БТ в схеме с ОЭ на частоте f. В качестве исходных данных используем заданные значения предельной частоты коэффициента передачи по току в схеме с ОБ , статического коэффициента передачи по току в схеме с ОБ и частоты .

Решение: Частотные зависимости модуля и фазы коэффициентов передачи по току характеризуются выражениями:

где , ? статические коэффициенты передачи по току БТ для включения с ОБ и ОЭ, соответственно; f_h21б, f_h21э ? предельные частоты коэффициентов передачи по току для схемы с ОБ и ОЭ соответственно.

Причем связь между этими частотами определяется выражением

Определим статический коэффициент передачи по току для включения с ОЭ:

Тогда предельная частота коэффициента передачи по току для включения с ОЭ:

Модуль коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

Фаза коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ:

Усилительный каскад выполнен на ПТ 2П302Б в схеме с ОИ (рис.5.1.).

Рабочая точка ПТ задается напряжением источника питания и параметрами и .

1. Нарисуйте принципиальную схему усилителя.

2. На семействе статических ВАХ транзистора постройте нагрузочную прямую и определите положение рабочей точки.

3. Для найденной рабочей точки определите сопротивление резистора в цепи истока и мало-сигнальные параметры , и .

4. Графоаналитическим методом определите параметры режима усиления и при амплитуде входного сигнала .

Усилительный каскад на ПТ,схема которого приведена на рис.5.1., выполнен по схеме с общим истоком (ОИ). Напряжение смещения задаётся автоматически за счёт включения в цепь истока резистора , падение напряжения на котором определяет напряжение .

Уравнение нагрузочной прямой

Нагрузочная прямая на семействе выходных характеристик ПТ проводится через две точки, лежащие на осях координат: точку на оси напряжений и точку на оси токов, как показано на рис.5.2. Точка пересечения нагрузочной прямой с характеристикой, соответствующей заданному значению , дает положение рабочей точки «O», которой соответствует ток стока и напряжение .

Сопротивление резистора в цепи истока находим из формулы:

Малосигнальные параметры , и определяются выражениями

Малосигнальные параметры , и :

При определении графическим методом рабочей крутизны S_p сопротивление R_H=const.

Коэффициент усиления по напряжению:

Выходная мощность находится из выражения:

вольт сопротивление диод резистор транзистор

Список использованной литературы

1. Электронные приборы и устройства. Практикум : учеб. пособие / С.В. Доброт, В.А. Мельников, В.Н. Путилин. — Минск : БГУИР, 2009. — 256 с.

2. Электронные приборы : учеб. пособие / М.С. Хандогин, В.Б. Рожанский, С.В. Дробот. — Минск : БГУИР, 2011. — 310 с.

3. Электронные приборы и устройства : Метод. Пособие для студ. всех спец. БГУИР заоч. формы обуч. / А.Я. Бельский, С.В. Дробот, В.Б. Рожанский и др. — Мн.: БГУИР, 2006. — 59 с.

Подобные документы

Характеристики используемого транзистора. Схема цепи питания, стабилизации режима работы, нагрузочной прямой. Определение величин эквивалентной схемы, граничной и предельных частот, сопротивления нагрузки , динамических параметров усилительного каскада.

курсовая работа [3,2 M], добавлен 09.06.2010

Изучение свойств германиевого и кремниевого выпрямительных полупроводниковых диодов при изменении температуры окружающей среды. Измерение их вольт-амперных характеристик и определение основных параметров. Расчет дифференциального сопротивления диода.

лабораторная работа [29,7 K], добавлен 13.03.2013

Геометрические параметры антенны. Определение оптимального сопротивления активного вибратора. Определение расстояний между вибраторами. Построение диаграммы направленности антенны. Расчет коэффициента направленного действия и входного сопротивления.

курсовая работа [177,3 K], добавлен 24.10.2013

Характеристики интегрального n-канального МДП-транзистора: технологический маршрут, структура, топология. Расчет и корректировка порогового напряжения транзистора с учетом эффектов короткого и узкого канала. Параметры малосигнальной эквивалентной схемы.

курсовая работа [696,8 K], добавлен 25.11.2014

Классификация фильтров по виду их амплитудно-частотных характеристик. Разработка принципиальных схем функциональных узлов. Расчет электромагнитного фильтра для разъединения электронных пучков. Определение активного сопротивления фазы выпрямителя и диода.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 11.12.2012

Величина минимального напряжения на входе стабилизатора. Выбор кремниевого стабилитрона с номинальным напряжением стабилизации. Резисторы и конденсаторы, расчет величины сопротивления. Расчётный коэффициент стабилизации и коэффициент полезного действия.

курсовая работа [113,3 K], добавлен 05.12.2012

Расчет характеристик параметров кремниевого диода. Составление и характеристика элементов схемной модели для малых переменных сигналов. Структура диода и краткое описание его получения, особенности исследования зависимости барьерной ёмкости от Uобр.

курсовая работа [80,1 K], добавлен 24.01.2012

Источник

Задача № 4

Предельная частота передачи тока эмиттера в схеме с ОБ f_h21б транзистора и значение параметра h_21б на низкой частоте равны: f_h21б=13 МГц, h_21б=0.975. Рассчитать модуль и фазу коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ на частоте f=40 кГц.

Используя выражения для преобразования h-параметров для различных схем включения транзисторов, определим коэффициент передачи по току на низкой частоте для схемы с ОЭ:

Предельную частоту коэффициента передачи по току находим из выражения:

Модуль коэффициента передачи по току в схеме с ОЭ на частоте f=40 кГц найдём из выражения

Фазу коэффициента передачи по току находим следующим образом

Задача № 5

Усилительный каскад выполнен на полевом транзисторе типа 2П302А по схеме с общим истоком и резистором нагрузки R_c в цепи стока. Напряжение смещения на затворе создаётся за счёт включения в цепь истока резистора R_и. Значения сопротивления резистора R_с, напряжения на затворе в режиме покоя U_зи0 и ЭДС источника Е_с равны:

а) нарисовать принципиальную схему усилителя;

б) пользуясь статическими характеристиками транзистора, определить положение рабочей точки;

в) в найденной рабочей точке определить сопротивление резистора в цепи истока R_и и малосигнальные параметры S, R_i и μ;

г) графоаналитическим методом определить параметры режима усиления S_p, K и P при амплитуде входного сигнала U_mзи=0.25 В.

а) Схема усилительного каскада на полевом транзисторе типа 2П302А по схеме с общим истоком и резистором нагрузки R_c в цепи стока представлена на рисунке 5.

Рис .5. Схема усилительного каскада на полевом транзисторе

б) Статические характеристики транзистора 2П302А изображены на рисунке 6.

Рис. 6. Статические характеристики транзистора 2П302А

На основании второго закона Кирхгофа для цепи на рисунке 5 в режиме покоя можно составить уравнение

, откуда

Это уравнение нагрузочной прямой.

Построение данной прямой показано на рисунке 6. Для этого необходимо рассчитать координаты двух точек:

1.

2.

Соединяя полученные точки, строим нагрузочную прямую.

Пересечение нагрузочной прямой с характеристикой, соответствующей заданному значению U_{зи 0} даёт положение рабочей точки О. Эта рабочая точка соответствует току стока в рабочей точке I_с0=6.2 мА и напряжению U_си0=8.0 В.

в) Сопротивление резистора в цепи истока R_и находим следующим образом:

Малосигнальные параметры S, R_i и μ определяются как (рис. 6)

— выходное сопротивление

— статический коэффициент усиления

Данные параметры связаны между собой соотношением:

Данное соотношение практически выполняется.

г) При подаче синусоидального входного сигнала с амплитудой U_mзи=0.25 В транзистор переходит в динамический режим (режим усиления) и его состояние описывается нагрузочной характеристикой.

В этом режиме параметры могут быть вычислены с помощью рисунка 6 и определяются выражениями

— динамический коэффициент усиления

— полезная мощность в нагрузке .

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник