Построение нагрузочных характеристик

Примеры задач до темы лекции 5

Вопросы для самопроверки

1 Назовите типы динамических характеристик, используемых при расчёте усилительного каскада.

2 Чем отличается нагрузочная линия постоянного тока от нагрузочной линии переменного тока?

3 Поясните назначение эквивалентной схемы усилительного каскада. Чем отличаются эквивалентные схемы входного, выходного и промежуточного каскадов?

4 Какие статические характеристики биполярного транзистора используют при расчёте транзисторных усилительных каскадов?

5 Перечислите основные параметры биполярного транзистора, указываемые в его справочных данных.

6 Что называют статическим коэффициентом передачи тока биполярного транзистора? Напишите соотношения между коэффициентами передачи тока для различных способов его включения.

7 В чем отличие формальных от физических эквивалентных схем транзистора?

8 Нарисуйте формальную эквивалентную схему транзистора.

9 Нарисуйте физическую эквивалентную схему транзистора.

10 Назовите основные h- параметры транзистора.

11 Назовите физический смысл параметра - h₁₁.

12 Назовите физический смысл параметра- h₂₁.

13 Назовите физический смысл параметра - h₁₂.

14 Назовите физический смысл параметра - h_22.

Задача 1

Для каскада с общим эмиттером уравнение нагрузочной прямой постоянно­го тока следующее: u_кэ=E_K—R_Ki_K. Эта прямая отсекает отрезки на осях вы­ходной характеристики i_к= f(U_кэ), равные i_к = E_K/R_K и u_к = Е _к. Здесь R_K — сопротивление нагрузки для постоянного тока.

Для переменного тока нагрузочная прямая линия проходит через точку по­коя А и отсекает на координатных осях отрезки: u_{кє min} = U_{кэ А} + I_{к А} R_н =U_кэо +I_коR_н,

i_кmax =U_кэ/R_н.

Здесь сопротивление нагрузки для переменного тока Rн определяется по

формуле R_н=(R₂R_к)/(R₂+Rк).

ПРИМЕР. Построить нагрузочные прямые для постоянного и переменного

токов для усилительного каскада, схема которого приведена на рисунке 1.18,а, при следующих данных: Е_к = 6 В; R_K = 1 кОм; Ri = 4 кОм; ток покоя Iко = 3 мА; Iбо=175 мкА.

, Порядок расчета

Нагрузочная прямая для постоянного тока пересекает ось ординат в точке u_кз=0 и

i_к = Е_к / R_к,

i_к =6/1-10³=6 мА

а ось абсцисс — в точке u_кэ=Е_к=6 В.. Через эти две точки проводим прямую линию, которая является нагрузочной прямой по постоянному току. При токе базы I₆₀=175 мкА координаты точки покоя А: I_ко=3 мА; u_кэо = 3 В.

Определяем сопротивление нагрузки для переменного тока:

R_н= R_кR₂ / (R_к + R₂),

R_н = 1 10³ · 4 10³ / (1 10³ + 4 10³) = 0,8 10³ Ом.

Точки пересечения нагрузочной прямой переменного тока:

с осью ординат u_к=0;

i_кmах = U_Кэо/R_к + I_ко,

i_кmах = 3/0,8-10³+3-10^-3==6.8 мА;

с осью абсцисс

u_{кэ max} = U_кєо +R_н I_ко

u_{кэ max} = 3 + 0,8 ·10³·3·10^-3 = 5,4 В.

Задача 2

Транзистор включен в усилительній каскад по схеме ОЭ. Каскад питается от одного источника с напряжением Е =10 В. Для подачи смещении в цепь базы используется резистор R_б (рисунок 1.20,а).Известно, что постоянная составляющая тока базы I_бо = 0,3 мА, амплитуда переменной составляющей тока базы I_mб = 0,2 мА. сопротивление резистора нагрузки R_н =500 Ом, а максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором, Р_кmax = 150 мВт.

Найти параметры h_21э , h _22э, h _11э.

Решение:

1 Параметр h_21э в рабочей точке при U_кэ =-7 В равно ∆I_к = 2 мА и ∆ I_б =0,1 мА:

h_21э = β = ∆I_к /∆I_б,

h_21э = 2 10^-3 / 0,1 10 ^-3 = 20

2 Параметр h_22э в рабочей точке при ∆U_кэ = 6 В и ∆I_к = 0,7 мА равно

h_22э = ∆I_к / ∆U_кэ,

h_22э = 0,7 10^-3 / 6 = 117 мкСм;

3 Выходное сопротивление транзистора равно

R_вых = 1 / h_22э,

R_вых = 1 / (0,117 10^-3) = 8,5 10³ Ом

4 Параметр h_11э в рабочей точки при ∆U_бэ = 40 мВ и ∆I_б = 0,19 мА равен

h_11э = ∆U_бэ / ∆I_б,

h_11э = 40 10^-3 / 0,19 10^-3 = 210 Ом

5 Крутизна характеристики транзистора равна

S = h_21э / h_11э,

S = 20 / 210 = 95 мА / В

6 Коэффициент усиления по току Кi ≈ h_21э = 20, и точнее

Кi = h_21э R_вых / (R_вых + R_н),

Кi = 20 8,5 10³/ (8,5 10³ + 500) = 18,5

7 Входное сопротивление

R_вх = h_11э = 210 Ом

8 Коэффициент усиления по напряжению

К_U = - h_21э R_н /R_вх,

К_U = - 18,5 500 / 210 = - 42,5

9 Коэффициент усиления по мощности

К_р = [ Кi · К_U ],

К_р = 18,5 42,5 = 73,5

Литература

1 Гольцев В.Р., Богун В.Д., Хиленко В.И. Электронные усилители.
М.: Стандарты, 1990. с. 41...54.

2 Цыкина А.В. Электронные усилители.-М.: Радио и связь, 1982.
с. 78...92.

3 Федосеева Е.О. Усилительные устройства киноустановок.-М.:
1979, с. 89...101.

4 Колонтаевский Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та

мікросхематехніка: теорія i практикум.- К.: Каравела, 2003. с. 7

5 Долженко О.В., Королев Г.В. Сборник задач, вопросов и

упражнений по радиоэлектронике: Учебное пособие для сред. ПТУ.-

2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш.шк.,1986.-103с – 35 – 39.

Дата добавления: 2014-01-07