Ключевой режим

Найдем величины токов и напряжений в состоянии «включено» по выходной ВАХ (рис. 2) как координаты точки пересечения нагрузочной линии и линии насыщения (точка О’).

Остаточное напряжение на открытом транзисторе: U_ост = 0,25 В.

Выходной ток в состоянии насыщения:

I_{к нас} = 3,65 мА.

Сопротивление транзистора в состоянии «включено»:

R_вкл = U_ост / I_{к нас} = 0,25 / 0,00367 = 68,12 Ом.

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора в состоянии «включено»:

Р_{к вкл} = I_{к нас} * U_ост = 0,00367 * 0,25 = 0,00092 Вт = 0,92 мВт.

Ток базы, необходимый для включения транзистора, согласно рисунку 2 должен быть больше I_{б вкл min} = 100 мкА:

I_{б вкл} = К_нас * I_{б вкл min}, К_нас = 3 ÷5 (возьмем К_нас = 4)

I_{б вкл} = 4 * 100 мкА = 400 мкА/

Напряжение включения определяем по входной ВАХ (рис. 1) при U_кэ = 0:

U_{бэ вкл} = 0,5 В/

Мощность, необходимая для включения транзистора:

Р_{вх вкл} = I_{б вкл} * U_{бэ вкл} = 400 мкА * 0,5 В = 0,0002 Вт = 0,2 мВт.

Задача 2.

Перечертить в тетрадь схему включения идеального операционного усилителя (ОУ). Для заданной схемы изобразить временные диаграммы входных сигналов. Напряжения входных сигналов равны U1 = 5 мВ, U2 = 10 мВ, U3 = 10мВ. Показать выходной сигнал от каждого входного с учетом соотношения фаз: U1 и U3 положительные (+), U2 отрицательная (-). Масштаб выбрать условный без учета коэффициента усиления усилителя (ОУ).

Решение:

Рис. 1. Схема включения идеального операционного усилителя.

Пусть задана схема включения ОУ, показанная на рис. 1. В данной схеме включения ОУ сигналы U1, U2 и U3 подаются на инвертирующий вход. Это означает, что фазы выходных сигналов от воздействия сигналов U1, U2 и U3 будут противоположны фазам сигналов U1, U2,и U3, соответственно. Примем, что коэффициент усиления по каждому из входов одинаковый:

К1 = К2=КЗ = К

Напряжения входных сигналов равны U1 = 5 мВ, U2 = 10 мВ, U3 = 10 мВ.

Заданы фазы входных сигналов: U1 (+), U2(-), U3(+) т.е. в начальный момент времени у сигнала U1 и U3 положительная полуволна; U2 отрицательная (-), в начальный момент времени отрицательная полуволна (рисунок 2). В условном масштабе при равном коэффициенте усиления по каждому из входов сохраняется соотношение амплитуд выходных сигналов (рис. 2). Результирующий выходной сигнал представляет сумму выходных сигналов от воздействия каждого входного с учетом фазовых соотношений. Результирующий выходной сигнал показан на рисунке 2 с маркерами.

U3

U2

U1

U3 вых

U2 вых

U вых

U1 вых

Рис. 2. Временные диаграммы входных и выходных сигналов

Задача 3.

Нарисовать логическую схему на 2 входа на nМДП-ключах, реализующую логическую функцию ИЛИ-HE. Пояснить, как работает схема при заданной комбинации входных сигналов: X1= 1, Х2 = 1.

Решение.

Логическая схема на 2 входа на nМДП-ключах, реализующая функцию ИЛИ-HE, показана на рис. 1. VT1 и VT2 - это активные транзисторы, которые переключаются (открыт - закрыт), VT3 - играет роль нагрузочного сопротивления. Т.к. затвор VT3 подключен к шине питания, то он всегда открыт. VT1 и VT2 открыты, если на их входах - логическая единица и закрыты, если на входе логический нуль. Если на входе обоих транзисторов VT1 и VT2 логический нуль, то оба этих транзистора закрыты, ток через них не протекает, их сопротивление очень велико. Потенциал на выходе U_вых практически равен напряжению питания Е, которое подается на выход через открытый транзистор VT3. Если на вход хотя бы одного из транзисторов VT1 и VT2 подается логическая единица - соответствующий транзистор открывается, потенциал на выходе U_вых становится практически равным нулю.

Рис. 1. Схема логического элемента ИЛИ-HE на пМДП-ключах.

Пусть XI = 1, Х2 = 1. Тогда оба транзистора VT1 и VT2 открыты, и U_вых ≈ 0 (логический нуль).

Дата добавления: 2015-05-06