| УПИ – УГТУ
Кафедра радиоприёмные устройства.
Контрольная работа № 2
по дисциплине:
“
Элементная база радиоэлектронной аппаратуры
“
.
Вариант № 17
Шифр:
Ф.И.О
Заочный факультет
Радиотехника
Курс: 3
Работу не высылать.
УПИ – УГТУ
Кафедра радиоприёмные устройства.
Контрольная работа № 2
по дисциплине:
“
Элементная база радиоэлектронной аппаратуры
“
.
Вариант № 17
Шифр:
Ф.И.О
Заочный факультет
Радиотехника
Курс: 3
Работу не высылать.
Аннотация.
Целью работы является активизация самостоятельной учебной работы, развитие умений выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и характеристики, эквивалентные схемы полупроводниковых приборов.
Исходные данные:
Тип транзистора ………………………………………………………………… ГТ310Б
Величина напряжения питания Еп
……………………………………………... 5 В
Сопротивление коллекторной нагрузки R
к
…………………………………… 1,6 кОм
Сопротивление нагрузки R
н
……………………………………………………. 1,8 кОм
Схема включения транзистора с общим эмиттером, с фиксированным током базы, с резистивно- ёмкостной связью с нагрузкой.
Биполярный транзистор ГТ310Б.
Краткая словесная характеристика:
Транзисторы германиевые диффузионно- сплавные p-n-p
усилительные с нормированным коэффициентом шума высокочастотные маломощные.
Предназначены для работы в усилителях высокой частоты. Выпускаются в металлостеклянном корпусе с гибкими выводами. Обозначение типа приводится на этикетке.
Масса транзистора не более 0,1 г..
Электрические параметры.
Коэффициент шума при ƒ
= 1,6 МГц,
Uкб
= 5 В,
IЭ
= 1 мА
не более ……………. 3 дБ
Коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала
при Uкб
= 5 В,
IЭ
= 1 мА,
ƒ
= 50 – 1000 Гц
……………………………….. 60 – 180
Модуль коэффициента передачи тока H21
э
при Uкб
= 5 В,
IЭ
= 5 мА,
ƒ
= 20 МГц
не менее …………………………... 8
Постоянная времени цепи обратной связи
при Uкб
= 5 В,
IЭ
= 5 мА,
ƒ
= 5 МГц
не более ………………………….… 300 пс
Входное сопротивление в схеме с общей базой
при Uкб
= 5 В,
IЭ
= 1 мА
…………………………………………………… 38 Ом
Выходная проводимость в схеме с общей базой
при Uкб
= 5 В,
IЭ
= 1 мА,
ƒ
= 50 – 1000 Гц
не более …………………….. 3 мкСм
Ёмкость коллектора при Uкб
= 5 В,
ƒ
= 5 МГц
не более ………………………… 4 пФ
Предельные эксплуатационные данные.
Постоянное напряжение коллектор- эмиттер:
при Rбэ
= 10 кОм
……………….………………………………………… 10 В
при Rбэ
= 200 кОм
……………….……………………………………….. 6 В
Постоянное напряжение коллектор- база ………………………………………... 12 В
Постоянный ток коллектора ……………………………………………………… 10 мА
Постоянная рассеиваемая мощность коллектора при Т = 233 – 308 К
………... 20 мВт
Тепловое сопротивление переход- среда ………………………………………... 2 К/мВт
Температура перехода ……………………………………………………………. 348 К
Температура окружающей среды ………………………………………………... От 233 до
328 К
Примечание.
Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора, мВт, при Т = 308 – 328 К
определяется по формуле:
PК.макс
= ( 348 – Т )/ 2
Входные характеристики.
Для температуры Т = 293 К
:
|    Iб
, мк
А
|
|  200
|
| 160
|
|  120
|
| 80
|
| 40
|
|  0
|
0,05
|
0,1
|
0,15
|
0,2
|
0,25
|
0,3
|
0,35
|
Uбэ
,В
|
Выходные характеристики.
Для температуры Т = 293 К
:
|    Iк
,
мА
|
|   9
|
|   8
|
| 7
|
|   6
|
|   5
|
|   4
|
|  3
|
|   2
|
|  1
|
|  0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Uкэ
,В
|
Нагрузочная прямая по постоянному току.
Уравнение нагрузочной прямой по постоянному току для схемы включения с общим эмиттером: Построим нагрузочную прямую по двум точкам:
при Iк
= 0,
Uкэ
= Еп
= 9 В,
и при Uкэ
= 0,
Iк
= Еп
/
Rк
= 9 / 1600 = 5,6 мА
|  Iк
,
мА
|
|   6
|
|    5
|
|   4
|
А
|
| 3
Iк
0
|
|  2
|
| 1
|
|  0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
Uкэ
0
|
6
|
7
|
8
|
9
Еп
|
Uкэ
,В
|
|    Iб
, мк
А
|
|  50
|
| 40
|
|   30
Iб0
|
| 20
|
| 10
|
|  0
0,15
|
0,17
|
0,19
|
0,21
|
0,23
|
0,25
|
0,27
|
0,29
Uбэ0
|
0,31
|
Uбэ
,В
|
Параметры режима покоя (рабочей точки А
):
Iк0
= 3 мА,
Uкэ0
= 4,2 В,
Iб0
= 30 мкА,
Uбэ0
= 0,28 В
Величина сопротивления Rб
:
Определим
H–параметры в
рабочей точке.
|  Iк
,
мА
|
|   6
|
|  5
|
|
|
|     4
|
Δ
Iк
0
|
|
|
|   3
|
Δ
Iк
|
| 2
|
| 1
|
|  0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
Uкэ
0
|
6
|
7
|
8
|
9
Еп
|
Uкэ
,В
|
 Δ
Uкэ
|   Iб
, мк
А
|
|  50
|
|  40
|
Δ
Iб
|
| 30
Iб0
|
|   20
|
| 10
|
| 0
0,15
|
0,17
|
0,19
|
0,21
|
0,23
|
0,25
|
0,27
|
0,29
Uбэ0
|
0,31
|
Uбэ
,В
|
Δ
Uбэ
Δ
Iк
0
= 1,1 мА, Δ
Iб
0
= 10 мкА, Δ
Uбэ
= 0,014 В
, Δ
Iб
= 20 мкА, Δ
Uкэ
=
4 В, Δ
Iк
= 0,3 мА
H
-параметры:
Определим
G
– параметры.
Величины G
-параметров в рабочей точке определим путём пересчёта матриц:
G
-параметр:
G11
э
= 1,4 мСм,
G12
э
= - 0,4*10 –6
G21
э
= 0,15 ,
G22
э
= 4,1*10 –3
Ом
Определим величины эквивалентной схемы биполярного транзистора.
Схема Джиаколетто – физическая малосигнальная высокочастотная эквивалентная схема биполярного транзистора:
Величины элементов физической эквивалентной схемы транзистора и собственная постоянная времени транзистора определяются соотношениями (упрощёнными):
Собственная постоянная времени транзистора: Крутизна:
Определим граничные и предельные частоты транзистора.
Граничная частота коэффициента передачи тока:
Предельная частота коэффициента передачи тока базы в схеме с общим эммитером:
Максимальная частота генерации:
Предельная частота коэффициента передачи тока эммитера в схеме с общим эммитером: Предельная частота проводимости прямой передачи:
Определим сопротивление нагрузки транзистора и построим нагрузочную прямую.
Сопротивление нагрузки транзистора по переменному току:
Нагрузочная прямая по переменному току проходит через точку режима покоя
Iк0
= 3 мА,
Uкэ0
= 4,2 В
и точку с координатами:
Iк
= 0,
Uкэ
=
Uкэ0
+ Iк0
*
R~
=
4,2 + 3*10 –3
* 847 = 6,7 В
|  Iк
,
мА
|
| 6
|
| 5
|
| 4
|
А
|
| 3
Iк
0
|
|  2
|
| 1
|
| 0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
Uкэ
0
|
6
|
7
|
8
|
9
Еп
|
Uкэ
,В
|
Определим динамические коэффициенты усиления.
|   Iк
,
мА
|
| 6
|
|    5
|
А
|
|  4
|
Δ
Iк
|
| 3
Iк
0
|
|       2
|
| 1
|
| 0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
Uкэ
0
|
6
|
7
|
8
|
9
Еп
|
Uкэ
,В
|
Δ
Uкэ
| Iб
, мк
А
|
| 50
|
| 40
|
Δ
Iб
|
| 30
Iб0
|
| 20
|
| 10
|
| 0
0,15
|
0,17
|
0,19
|
0,21
|
0,23
|
0,25
|
0,27
|
0,29
Uбэ0
|
0,31
|
Uбэ
,В
|
Δ
Uбэ
Δ
Iк
= 2,2 мА, Δ
Uкэ
= 1,9 В, Δ
Iб
= 20 мкА, Δ
Uбэ
= 0,014 В
Динамические коэффициенты усиления по току К
I
и напряжению К
U
определяются соотношениями: Выводы:
Данная работа активизировала самостоятельную работу, развила умение
выполнять информационный поиск, пользоваться справочной литературой, определять параметры и характеристики, эквивалентные схемы полупроводниковых транзисторов, дала разностороннее представление о конкретных электронных элементах.
Библиографический
список.
1) “Электронные приборы: учебник для вузов” Дулин В.Н., Аваев Н.А., Демин В.П. под ред. Шишкина Г.Г. ; Энергоатомиздат, 1989 г..
2) Батушев В.А. “ Электронные приборы: учебник для вузов”; М.: Высш.шк., 1980г.
3) Батушев В.А. “ Электронные приборы: учебник для вузов”; М.: Высш.шк., 1969г.
4) Справочник “ Полупроводниковые приборы: транзисторы”; М.: Энергоатомиздат, 1985г..
5) Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам; М.: Энергия, 1976г..
6) Справочник “ Транзисторы для аппаратуры широкого применения ”; М.: Радио и связь, 1981г..
|
