Основы радиоэлектроники. Решение задач: Учебное пособие

М И Н И СТ Е РСТ В О О Б РА ЗО В А Н И Я РО ССИ Й СК О Й Ф Е Д Е РА Ц И И В О РО Н Е Ж СК И Й ГО СУ Д А РСТ В Е Н Н ЫЙ У Н И В Е РСИ Т Е Т

О СН О В Ы РА Д И О ЭЛЕ К Т РО Н И К И . РЕ Ш Е Н И Е ЗА Д А Ч П особие Специальность Ф из ика(010400)

В О РО Н Е Ж 2004

2

У тверж д енонауч но-м етод ич еским советом ф из ич ескогоф акультета ( от22.03.04 г. протокол № 3 )

Составители:

К оробоваА .Д . Сбитнев Ю .П .

П особиепод готовленонакафед реэ лектроники ф из ич ескогоф акультета В оронеж скогогосуд арственногоуниверситета. Реком енд уется д ля студ ентов 3 курса ф из ич ескогоф акультета специальность « Ф из ика»

3

О Б Щ И Е РЕ К О М Е Н Д А Ц И И П О РА СЧЕ Т У Ц Е П Е Й , СО Д Е РЖ А Щ И Х ЭЛЕ К Т РО Н Н Ы Е У СТ РО Й СТ В А

Ц е лью уч е б ного п ос об ия являе тс я углуб ле ние и закре п ле ние те оре тич е с ких знаний, п олуч е нны х п ри изуч е нии курс а «Ос новы радиоэле ктроники», и вы раб отка п рактич е с ких навы ков ре ш е ния задач рас ч ета эле ктрич е с ких с х е м, с оде ржащ их эле ктронны е ус тройс тва (Э У). Вс е эле ктрич е с кие це п и, с оде ржащ ие эле ктронны е ус тройс тва, являютс я не лине йны ми. А нализ таких це п е й, как п равило, тре б уе т комп ьюте рного моде лирования на б азе с п е циальны х с ис те м с х е моте х нич е с кого п рое ктирования, униве рс альны х с ис те м комп ьюте рной мате матики или оригинальны х п рог рамм на алгоритмич е с ких язы ках выс окого уровня. Однако п риме не ние с п е циальны х ме тодов рас ч е та не лине йны х це п е й п о п ос тоянномуи п е ре ме нному току в ряде с луч ае в п озволяе т п олуч ить наг лядное аналитич е с кое или графоаналитич е с кое ре ш е ние задач и. К таким ме тодам относ ятс я ме тод лине аризации, ме тод эквивале нтны х п ре об разований, ме тод п е ре с е ч е ния х аракте рис тик, ме тод наложе ния. М етод линеариз ации заключ ае тс я в заме щ е нии не лине йног о эле ме нта эквивале нтной лине йной с х е мой, с п раве дливой для огранич е нного диап азона изме не ния тока и нап ряже ния в не лине йном эле ме нте . Такое заме щ е ние не лине йног о эле ме нта п озволяе т оп ис ать эле ктрич е с кое с ос тояние не лине йной с х е мы с п омощ ью с ис те мы лине йны х уравне ний. Практич е с ким воп лощ е ние м ме тода лине аризации являе тс я м етод кусоч но-линейной аппроксим ации. Э тот ме тод заключ ае тс я в заме не заданной не лине йной х аракте рис тики ломаной п рямой с одной или не с колькими точ ками излома. М етод э квивалентны х преобраз ований заключ ае тс я в заме не не с кольких не лине йны х эле ме нтов одним эквивале нтны м эле ме нтом. В с луч ае не лине йны х це п е й п араме тр эквивале нтног о эле ме нта може т б ыть оп ре де ле н с п омощ ью е г о х аракте рис тики, п ос трое нной графич е с ким п уте м с уч е том х аракте рис тик заме щ ае мы х эле ме нтов и с п ос об а с ое дине ния этих эле ме нтов. Э тот ме тод це ле с ооб разно ис п ользовать только для не уп равляе мы х не лине йны х эле ме нтов. М етод пересеч ения характеристик (м етод опрокинутой характеристики) ис п ользуе тс я для анализа це п е й, которы е ме тодом эквивале нтны х п ре об разований мог ут б ы ть с ве де ны к п ос ле довате льному включ е нию двух эле ме нтов. Их х аракте рис тики мог ут име ть п роизвольны й х аракте р. Прич е м один или об а эле ме нта могут б ы ть уп равляе мы ми. В ос нову ме тода п оложе но п ре дп оложе ние о том, ч то с уммарное нап ряже ние на п ос ле довате льно включ е нны х эле ме нтах оп ре де ляе тс я вне ш ним ис точ ником и не завис ит от тока, п роте кающ е го в це п и. В с оотве тс твии с этим

4

для це п и из двух эле ме нтов, нап риме р, двух с оп ротивле ний R1 и R2, с п раве дливы вы раже ния I = I1= I2, U1 (I) + U2(I) = UП . (Инде кс ы «1» и «2» с оотве тс твуют токам ч е ре з с оп ротивле ния R1, R2 и нап ряже ниям на этих с оп ротивле ниях , UП - п риложе нное к с х е ме нап ряже ние ). При изве с тны х вольт-амп е рны х х аракте рис тиках (ВА Х) эле ме нтов ток, удовле творяющ ий с ис те ме уравне ний, може т б ы ть ле г ко найде н графич е с ки. Д ля этог о ис х одную х аракте рис тику одного из эле ме нтов зе ркально отражают (оп рокиды вают) относ ите льно ос и токов и е е нач ало с двигают п о ос и нап ряже ний на ве лич ину, п роп орциональную вх одному нап ряже нию UП (отс юда и второе название ме тода – ме тод оп рокинутой х аракте рис тики). Точ ка п е ре с е ч е ния ис х одной х аракте рис тики одного из эле ме нтов и п ре об разованной х аракте рис тики второго эле ме нта дае т ис комы е ток и п аде ния нап ряже ний. Ис п ользуя оп ис анны й ме тод, можно ис с ле довать п роце с с ы в це п ях п ри уп равле нии п араме трами эле ме нтов как током, так и нап ряже ние м. М етод налож ения для не лине йны х це п е й ис п ользуе тс я п ри анализе ре жимов раб оты эле ктронны х ус тройс тв, когда на вх оде це п и одновре ме нно де йс твуют п ос тоянная и п е ре ме нная с ос тавляющ ие с игнала. В этом с луч ае с нач ала п роводитс я рас ч е т с уч е том только ис точ ников п ос тоянного тока (нап ряже ния) и оп ре де ляе тс я ре жим раб оты ус тройс тва п о п ос тоянному току. З ате м рас с ч иты вае тс я ре жим раб оты ус тройс тва п о п е ре ме нномутоку. При рас ч е те мог ут б ы ть ис п ользованы различ ны е эквивале нтны е с х е мы активны х эле ме нтов эле ктронны х ус тройс тв: физич е с кие эквивале нтные с х е мы, с х е мы заме щ е ния на ос нове п риме не ния различ ных с ис те м п араме тров (y-, h-, S-п араме тров). Подроб ное изложе ние п е ре ч ис ле нны х ме тодов с иллюс трацие й на конкре тны х п риме рах с оде ржитс я в [1], их п риме не ние к анализу различ ны х эле ктронны х ус тройс тв рас с мотре но в различ ны х уч е б никах и п ос об иях , нап риме р, в [2-12]. Рас ч е т ге не раторов и имп ульс ны х ус тройс тв в об щ е м с луч ае п ре дп олагае т ис п ользование ре ш е ния оп ис ы вающ их их раб оту с ис те м диффе ре нциальны х уравне ний аналитич е с кими или ч ис ле нны ми ме тодами. Такой п одх од п озволяе т оп ис ать фазовы е п ортре ты коле б аний, вре ме нны е диаграммы токов и нап ряже ний. Д ля инже не рны х рас ч е тов об ыч но ис п ользуютс я п рос ты е аналитич е с кие вы раже ния [1-4,6-11], п олуч е нные на ос нове рас с мотре ния п е ре х одны х п роце с с ов в эле ктронны х ус тройс твах . При рас ч е те конкре тны х эле ктронны х ус тройс тв возникае т не об х одимос ть в знании х аракте рис тик и п араме тров их активны х эле ме нтов. При этом ос об е нно п оле зны для изуч е ния п риме ры рас ч е та с х е м с уч е том конкре тных марок ис п ользуе мых диодов и транзис торов [1,2,4]. Н е об х одимы е для рас ч е тов х аракте рис тики эле ме нтов эле ктронны х с х е м должны б ы ть оп ре де ле ны из с п равоч ной лите ратуры . При п ользовании с п равоч никами с ле дуе т уч иты вать, ч то п риводимы е в них такие п араме тры, как

5

крутизна, внутре нне е с оп ротивле ние , h-п араме тры транзис торов, относ ятс я к томуре жиму, которы й п риве де н в с п равоч нике в кач е с тве ре коме ндуе мого, т.е . к оп ре де ле нной точ ке х аракте рис тик. Д ля других ре жимов п араме тры мог ут б ы ть ины ми. Ес ли п омимо х аракте рис тик, п риве де нны х в с п равоч никах , не об х одимы х аракте рис тики для каких -либ о п роме жуточ ны х знач е ний п араме тров, их с ле дуе т п олуч ить, ис п ользуя ме тоды инте рп оляции или экс трап оляции. В с вязи с ис п ользование м с п равоч ны х данных из инте рвала знач е ний, п риме не ние м графич е с ких п ос трое ний ре зультаты ре ш е ния ряда задач являютс я п риб лиже нны ми. Э тим може т п риве с ти к не которомурас х ожде нию с п риве де нны ми отве тами. Однако для ре ш е ния б ольш инс тва задач дос таточ на уме ре нная точ нос ть (до тре тье го знака). Э то об ъяс няе тс я те м, ч то ис х одны е данны е , нап риме р, п араме тры п олуп роводниковы х п риб оров, е мкос ти конде нс аторов, с оп ротивле ния ре зис торов б ы вают изве с тны с точ нос тью, ре дко п ре вы ш ающ е й 5- 10%. При ре ш е нии задач ре коме ндуе тс я: 1. Подроб но изуч ить ме тоды рас ч е та це п е й, с оде ржащ их эле ктронны е ус тройс тва [1]. 2. Прораб отать с оотве тс твующ ие данной те ме разде лы курс а ле кций «Ос новы радиоэле ктроники» и одного или не с кольких ре коме ндуе мы х ис точ ников информации [1-4,6-11] . 3. Рас с мотре ть п риме ры ре ш е ния задач , п риве де нны е в разде лах 1- 4, а также в [1,2,5,12]. 4. Прове с ти с амос тояте льное ре ш е ние задач и с равнить п олуч е нны е ре зультаты с п риве де нны ми отве тами. Ре ш е ние задач же лате льно п роводить не с колькими ме тодами. Н ап риме р, аналогич но п риме рам 2.6, 3.4 ис п ользовать аналитич е с кое ре ш е ние и графич е с кие п ос трое ния. При возможнос ти ре ш е ния задач и не с колькими ме тодами не об х одимо с равнить ре зультаты и п роанализировать точ нос ть их с овп аде ния.

6

1. П О ЛУ П РО В О Д Н И К О В ЫЕ Д И О Д Ы. Х А РА К Т Е РИ СТ И К И . П А РА М Е Т РЫ РА СЧЕ Т СХ Е М Н А П О ЛУ П РО В О Д Н И К О В Ы Х Д И О Д А Х . В А РИ К А П Ы. СТ А Б И ЛИ Т РО Н Ы. В ЫП РЯ М И Т Е ЛЬ Н ЫЕ , Т У Н Н Е ЛЬ Н ЫЕ Д И О Д Ы П рим еры реш ения з ад ач 1.1. Име е тс я с п лавной г е рмание вы й p-n-п е ре х од с конце нтрацие й доноров nД =103nA , п рич е м на кажды е 108 атомов ге рмания п рих одитс я один атом акце п торной п риме с и. Оп ре де лить контактную разнос ть п оте нциалов п ри те мп е ратуре T = 300 К. К онце нтрации атомов n и ионизированны х атомов . . п ринять равны ми с оотве тс тве нно n = 4.4 1022 с м -3 и ni = 2.5 1013. Ре ш е ние 1.Оп ре де лим конце нтрацию акце п торов nA . nA = n/108 = 4.4 1014 с м – 3. 2. Н айде м конце нтрацию доноров nД . nД = 103 nA = 4.4 1017 с м – 3. 3.Оп ре де лим контактную разнос ть п оте нциалов п о формуле n n kT ϕk = ⋅ ln А 2 Д , e ni где k-п ос тоянная Б ольцмана, e - заряд эле ктрона. Подс тавляя ч ис ле нны е знач е ния, п олуч им: ϕk = 0,33 B. 1.2. Г е рмание вы й диод, име ющ ий об ратны й ток нас ы щ е ния I0= 25 мкА , раб отает п ри п рямом с ме щ е нии, равном 0.1 В и T = 300 К . Оп ре де лить с оп ротивле ние диода п ос тоянному току R0 и диффе ре нциальное с оп ротивле ние rД И Ф . Ре ш е ние 1. Д ля оп ре де ле ния R0 найде м ток диода п ри п рямом нап ряже нии 0,1 В I = I 0 e eU / kT − 1 = 1,17mA . 2. Р ас с ч итае м с оп ротивле ние диода п ос тоянномутоку R = U/I = 85 Ом. 3. Н айде м формулудля r Д И Ф и рас с ч итае м с оп ротивле ние диода п е ре ме нному току dI e eU/ kT kT 1 − eU / kT rД−1И Ф = = I0 e rД И Ф = e = 21,6 О м . , dU kT e I0

(

)

1.3. Б арье рная е мкос ть диода равна 200 п Ф п ри об ратном нап ряже нии 2 В. К акое тре б уе тс я об ратное нап ряже ние , ч тоб ы уме ньш ить е мкос ть до 50 п Ф , е с ли контактная разнос ть п оте нциалов φ k =0,82 В?

7

Ре ш е ние В п ре дп оложе нии, ч то p-n -п е ре х од ре зкий, ис п ользуе м формулудля е мкос ти C Б = K ( U О Б Р + ϕ k ) −0.5 . 1. Из вы б ранной формулы для заданного об ратного нап ряже ния UО Б Р и СБ найде м коэффицие нт K K = CБ ( U О Б Р + ϕk ) 0.5 = 3,35 ⋅ 10 −10 Ф В 0, 5 . 2. Ис п ользуя найде нны й коэффицие нт K, для С Б = 50 п Ф оп ре де лим ис комое об ратное нап ряже ние U О Б Р = ( K / C Б ) 2 − ϕk = 44,1 В . 1.4. Об ратны й ток нас ы щ е ния диода с б арье ром Ш оттки раве н 2 мкА . Д иод с ое дине н п ос ле довате льно с ре зис тором и ис точ ником п ос тоянного нап ряже ния с ме щ е ния Е = 0,2 В , на диод п одае тс я п рямое нап ряже ние . Оп ре де лить с оп ротивле ние ре зис тора, е с ли п аде ние нап ряже ния на не м равно 0,1 В. Д иод раб отает п ри Т = 300 К . Ре ш е ние 1. Из закона К ирх гофа оп ре де лим нап ряже ние на диоде U = E - UR = 0,1 B . 2. Н айде м ток в це п и п о формуле для тока ч е ре з диод I = I 0 e eU / kT − 1 = 93 m kA . 3. Р ас с ч итае м с оп ротивле ние R = UR/I = 1,1 кОм.

(

)

RН Е =40В

+

RО

20 кО м

UВ ЫХ

-

ГР

Е

RН

-

I СТ Рис .1.1

IН

Р ис . 1.2

1.5. Оп ре де лить вы х одное нап ряже ние в с х е ме , изоб раже нной на рис .1.1, е с ли п ри комнатной те мп е ратуре ис п ользуе тс я кре мние вы й диод с об ратны м током нас ы щ е ния I0 =10 мкА . Ре ш е ние 1. Оп ре де лим ток в це п и. При этом не об х одимо уч е с ть, ч то п ри п одач е на диод п рямого нап ряже ния с оп ротивле ние диода мало, и ток в с х е ме б уде т оп ре де лятьс я в ос новном с оп ротивле ние м ре зис тора RН : I = E/Rн = 2мА . 2. Из уравне ния для тока ч е ре з диод I = I 0 e eU / kT − 1 п о изве с тномутокув це п и найде м UВ ЫХ = U:

(

)

8

U=

kT I ⋅ ln(1 − ) = 0.138 B . e I0

1.6. Кре мние вы й с таб илитрон включ е н в с х е мус таб илизатора нап ряже ния п аралле льно с ре зис тором RН =2,2 кОм (рис .1.2). Параме тры с таб илитрона: нап ряже ние с таб илизации UСТ = 13 В, макс имальны й ток IСТ М А Х = 20 мА , минимальны й ток IСТ MIN = I мА . Н айти с оп ротивле ние ог ранич ите льног о ре зис тора RО ГР , е с ли нап ряже ние ис точ ника Е ме няе тс я от Е MIN = 16 В до Е М А Х = 24 В. Оп ре де лить, б уде т ли об е с п е ч е на с таб илизация во вс е м диап азоне изме не ния нап ряже ния ис точ ника. Ре ш е ние 1. Из уравне ния К ирх гофа для це п и рис . 1.2 найде м формулудля оп ре де ле ния с оп ротивле ния огранич ите льного ре зис тора RО ГР = (EСР – UСТ )/(IСТ СР + 1). 2. Оп ре де лим с ре дне е знач е ние нап ряже ния ис точ ника EСР EСР = 0,5(EMIN + EMAX) = 20B. 3. Вы ч ис лим с ре дний ток ч е ре з с таб илитрон IСТ СР IСТ СР= 0,5(IСТ М IN + ICТ М AX) = 10.5М A. 4.Н айде м ток ч е ре з нагрузку IН = UСТ /R = 5.9 М A. 5. Вы ч ис лим ис комое с оп ротивле ние RО ГР = 430 Ом. 6. Д ля п рове рки ус ловия об е с п е ч е ния с таб илизации найде м п ре де лы изме не ния Е п ри найде нном RО ГР EMIN = UСТ + (IСТ М IN + IН ) RО ГР ~ 16 B. EMAX = UСТ + (IСТ М AX + IН ) RО ГР ~ 24.1 B, то е с ть с таб илизация п роис х одит во вс е м диап азоне изме не ния нап ряже ния ис точ ника п итания E = (16 – 24)B. Зад ач и и вопросы 1.1 Г е рмание вы й p-n-п е ре х од име е т об ратны й ток нас ы щ е ния I0 =1 мкА , а кре мние вы й с те ми же разме рами – I 0 = 10-8 А . Вы ч ис лить и с равнить п рямы е нап ряже ния на п е ре х одах п ри T= 293 K, е с ли ч е ре з кажды й диод п роте кае т ток 100 мА . Отве т: Д ля ге рмание вого п е ре х ода: U = 288мВ, для кре мние вог о U= 407мВ. 1.2. Д ля иде ального p-n-п е ре х ода оп ре де лить: а) нап ряже ние , п ри котором об ратны й ток б уде т дос тигать 90% знач е ния об ратног о тока нас ы щ е ния п ри T =380 К; б ) отнош е ние тока п ри п рямом нап ряже нии, равном 0,05 В, к токуп ри том же знач е нии об ратног о нап ряже ния. Отве т: а) U = -0,06 В, б ) U = -7 В. 1.3. Вне котором иде альном p-n-п е ре х оде об ратны й ток нас ы щ е ния I0= =10-14 А п ри Т = 300 K и I 0 =10-9А п ри T = 125 C .Оп ре де лить нап ряже ния на п е ре х оде в об оих с луч аях , е с ли п рямой ток раве н I мА . Отве т: При T = 300 K: U = 0,56 В, п ри T = 125 C: U = 0,5 В.

9

1.4. По вольт-амп е рной х аракте рис тике п олуп роводниковог о диода (рис .1.3) оп ре де лить с оп ротивле ние диода п ос тоянномутокуR- п ри включ е нии диода в п рямом и об ратном нап равле ниях ( UПР = 0,8 В, UОБ Р =100В); найти с оп ротивле ние диода п е ре ме нному току R~ п ри разных знач е ниях п рямого с ме щ е ния : 0,4 В и 1 В. Оп ре де лите п оложе ние раб оч е й точ ки, е с ли диод включ е н в с х е мурис .1.1 п ри E= 1.4 В, RН = 500 Ом. Отве т: R-ПР = 0,16 кОм, R -ОБ Р =1,5 М Ом, R ~1= 0,25 кОм, R~2= 0,125 кОм, UРТ =0,7 В.

IП Р , м А 8 6 4 2

UО

БР

В

160 120

80

UП Р ,В

40 0

0.4

0.8

1.2

0.1 0.2

Рис .1.3 1.5. Оп ре де лить ток диода с иде ализированной ВА Х, те кущ ий в це п и рис . 1.1, е с ли E = 5 В, RН =1 кОм, об ратны й ток нас ы щ е ния - I0=10-12 А , те мп е ратура - T= 300 К . Ре ш ить задач у графоаналитич е с ким ме тодом. Оце нить изме не ние п оложе ния раб оч е й точ ки п ри уме ньш е нии п риложе нного нап ряже ния в 2 раза, п ри уве лич е нии в 2 раза с оп ротивле ния в це п и. Отве т: I =4,5 мА . 1.6. Иде альны й диод включ е н в с х е му рис .1.1 п ри RН = 1кОм, E=-15 В. Оп ре де лить вы х одное нап ряже ние . Отве т: UВЫ Х = -15 В. 1.7. Оп ре де лить вы х одное п е ре ме нное нап ряже ние uВЫ Х с х е мы на рис . 1.4, е с ли раб ота диода п роис х одит п ри комнатной те мп е ратуре . Отве т: uВЫ Х = 3.9 мВ. 1.8. К акое нап ряже ние нужно п риложить к варикап у, х аракте рис тика уп равле ния которого п риве де на на рис .1.5, ч тоб ы об щ ая е мкос ть варикап а и п аралле льно п одключ е нного к не му конде нс атора е мкос тью 100 ПФ с ос тавила 150 п Ф ? Отве т: 23 В.

10

С, пФ

10 кО м

С

100

~3В +

50

20В UО

Р ис . 1.4

,В

БР

40 30

20

10

0

Р ис . 1.5

1.9. Б арье рная е мкос ть п олуп роводникового диода с ре зким p-nп е ре х одом с ос тавляе т 25 п Ф п ри об ратном нап ряже нии 5 В. Оп ре де лить уме ньш е ние е мкос ти п ри с ниже нии об ратного нап ряже ния до 7 В. Отве т: 4 п Ф . 1.10. Рас с ч итать п рос те йш ую с х е му б е з фильтра (рис . 1.6) для вы п рямле ния с инус оидального нап ряже ния с де йс твующ им знач е ние м 700 В, ис п ользуя диоды Д 226Б с UОБ Р MAX=300 В. Отве т: n=5, RШ =333 кОм.

RШ

RШ

RШ …

Д

Д

1

RН

Д

2

n

Рис . 1.6

1.11. С п лавной диод раб отае т в п рос те йш е й с х е ме вы п рямле ния с ре зис тором нагрузки 10 кОм. Д иод име е т с ле дующ ие п араме тры : RПР =40 Ом, RОБ Р =400 кОм, C=80 п Ф . Н айти, на какой ч ас тоте вы п рямле нны й ток за с ч е т влияния е мкос ти диода уме ньш ае тс я в 2 раза. Отве т: 115 кГ ц. 1.12. Изоб разите график завис имос ти диффе ре нциального с оп ротивле ния тунне льног о диода 1И104А от п одводимого нап ряже ния. У кажите об лас ти х аракте рис тики, в которы х диод можно ис п ользовать в кач е с тве ус илите ля и ге не ратора коле б аний. Оп ре де лите вид с уммарны х ВА Х диодов п ри п ос ле довате льном и п аралле льном включ е нии.

11

1.13. Д ля с таб илизации нап ряже ния на нагрузке (рис .1.2) ис п ользуе тс я п олуп роводниковы й с таб илитрон, нап ряже ние с таб илизации которого с ос тавляе т UС Т = 10 В. Оп ре де лить доп ус тимы е п ре де лы изме не ния п итающ е го нап ряже ния, е с ли макс имальны й ток с таб илитрона IС Т MAX = = 30 мА , минимальны й ток с таб илитрона I С Т MIN = 1 мА , с оп ротивле ние нагрузки RН = 1 кОм, с оп ротивле ние огранич ите льного ре зис тора : R= 0,5кОм. Отве т: E = (15,5 - 30) В. 1.14. С таб илитрон включ е н в це п ь для п олуч е ния с таб ильного нап ряже ния. Вольт-амп е рная х аракте рис тика с таб илитрона задана таб лице й 1.1. Н ап ряже ние ис точ ника п итания E = 15 В. Н е с таб ильнос ть нап ряже ния п итания с ос тавляе т 1 В. Оп ре де лить коэффицие нт с таб илизации нап ряже ния, е с ли с оп ротивле ние огранич ите льного ре зис тора RОГ Р = 240 Ом. З адач уре ш ить графоаналитич е с ким с п ос об ом. Отве т: KС Т = 6,4. Таб лица 1.1 U, B I, мA

1

5

7

9.8

10

10.2

10.5

0

0

0.1

1

12

24

25

1.15. В це п и рис . 1.1 п ри RН =150 Ом ис п ользуе тс я диод с ВА Х, изоб раже нной на рис . 1.7. Оп ре де лить ток в це п и, е с ли на вх оде де йс твуе т нап ряже ние uВХ : а) u ВХ = 5+2sinω t ; б ) uВХ=3+4 sinω t. З адач у ре ш ить графоаналитич е с ки и на ос нове ис п ользования эквивале нтной с х е мы диода. Отве т: а) IMAX=40 мА , IMIN =14,5 мА ; б ) IMAX =39,7 мА , IMIN= -2,55 мА . IД м А 30 20 10 β -0.4 -0.2 0

0.2

UД О 0.4 0.6

Рис . 1.7

0.8

1.0

UД В

12

2. Б И П О ЛЯ РН ЫЕ Т РА Н ЗИ СТ О РЫ. СХ Е М Ы В К ЛЮ Ч Е Н И Я . П А РА М Е Т РЫ. Х А РА К Т Е РИ СТ И К И . РА СЧЕ Т К А СК А Д О В Н А Б И П О ЛЯ РН ЫХ Т РА Н ЗИ СТ О РА Х П рим еры реш ения з ад ач 2.1. Вс х е ме на рис .2.1 EЭ = 2 В, RЭ = 2 кОм, RБ = 15 кОм, EБ = 3 В, RН =4 кОм, EК = 16 В. Транзис тор име е т п араме тры : α = 0,98, IК Б 0 = 10 мкА . Оп ре де лить ток колле ктора. Ре ш е ние 1. Д ля оп ре де ле ния тока колле ктора ис п ользуе м формулу IК = αIБ + IК Б 0 . 2. Н айде м ток IЭ. Д ля этого вос п ользуе мс я вторы м законом К ирх гофа для вх одной це п и в п ре не б ре же нии п аде ние м нап ряже ния на эмитте рном п е ре х оде UБ Э: EЭ + EБ = IЭ RЭ + IБ RБ и формулой для тока б азы IБ = IЭ(1 - α) - IК Б 0 . Из этих с оотнош е ний: IЭ = (EЭ + EБ + IК Б 0 RБ )/[(RЭ + RБ (1 - α)] = 2,4 м А . 3. Вы ч ис лим ис комый ток IК : IК = α IЭ+ IК Б 0 = 2,36 м А .

RЭ Е

IЭ

Э

IЭ Е

Б

Рис . 2.1

IЭ

IК

RН

Е

Э

IК

RЭ RН

RБ Е

EК

К

Рис . 2.2

2.2. Вс х е ме на рис .2.2: RЭ = 5 кОм, RН = 10 кОм, EЭ = 10 В, EK = 30 В. Оп ре де лить нап ряже ние колле ктор-б аза UК Б . Ре ш е ние 1. Ф ормулудля UК Б найде м из закона К ирх гофа для вы х одной це п и UК Б = EK - IК RН . 2. Пре дп оложим, ч то транзис тор раб отае т п ри не б ольш ой те мп е ратуре , и IК Б 0=0. Тогда IК = α IЭ. Об ы ч но α ~ 1 ,то е с ть, IК ~ IЭ. 3.Оп ре де лим IЭ, уч иты вая, ч то п аде ние м нап ряже ния на эмитте рном п е ре х оде можно п ре не б ре ч ь IЭ = EЭ/ RЭ = 2 м А .

13

4. Р ас с ч итае м UК Б : UК Б = EK - RН EЭ/ RЭ = 10В . 2.3. В с х е ме рис .2.3 ис п ользуе тс я транзис тор с коэффицие нтом п е ре дач и тока б азы β= 50 и об ратны м током колле кторного п е ре х ода IК Б 0 = 10 мкА . Изве с тно, ч то RБ = 10 кОм, EЭ = 1 B, RН =5 кОм, EK = 20 В. Оп ре де лить нап ряже ние колле ктор-эмитте р п ри разомкнутом и замкнутом ключ е , с ч итая, ч то коэффицие нт β не изме не н. Ре ш е ние а) При разомкнутом ключ е IБ = 0, и UК Э = EK - IК RН , где IК =β IБ + Iкб0(β + 1) = 0,51 м А . Таким об разом, UК Э = EK - IК Б 0(β + 1) RН = 17,5 В . б ) При замкнутом ключ е , п ре не б ре гая UЭБ , п олуч им IБ ~ EЭ / RБ = 100 м кА . Пре дп оложим, ч то с ох раняе тс я активны й ре жим. Тог да IК =β IБ + IК Б 0 (β + 1) = 5.51 м А и UК Э = EK - IК RН = -7,5 В . Э то означ ае т, ч то транзис тор раб отает в ре жиме нас ы щ е ния. Н о в ре жиме нас ы щ е ния, то е с ть, п ри замкнутом ключ е IК = IК М А Х = EK / RН = 4 м А , UК Э ~ 0.

Е IК

Е

К

IК

RН

RБ Е

Э

UВ Х UК Э

IБ

К

RН

RБ RЭ

IБ IЭ

Рис . 2.3

Рис . 2.4

2.4. Транзис тор ис п ользуе тс я в с х е ме рис .2.4. Д анны е с х е мы : EK = -28 В, RБ = 15 кОм, RЭ = I кОм, RН = 2 кОм. Оп ре де лить, п ри каком минимальном вх одном нап ряже нии транзис тор б уде т раб отать в ре жиме нас ы щ е ния. Принять, ч то на границе ре жима нас ыщ е ния β = 9. Ре ш е ние 1. Д ля вх одного нап ряже ния в ре жиме нас ыщ е ния с п раве длива формула UВ Х = IБ RБ – IЭ RЭ. 2. Вос п ользуе мс я формулами для с вязи токов транзис тора IЭ = (β + 1), IК ~ βIБ . Тог да UВ Х = IБ [RБ + RЭ(β + 1)].

14

3. Оп ре де лим IБ из уравне ния К ирх гофа для вы х одной це п и в ре жиме нас ы щ е ния (UК Э = 0): EК =–IЭRЭ –IК RК и с вязи токов IК , IЭ , IБ : IБ = EК /[RЭ(β + 1) + βRН ] = 1 м А . 4. Подс тавляя IБ в уравне ние п ункта 1, п олуч им UВ Х = -25В .

Е IН

IВ Х

Е

К

Rf

RН

If

IК

IН RБ

К

RН IК

IБ

IБ Р ис . 2.5

Р ис . 2.6

2.5. Транзис тор, раб отающ ий в активном ре жиме , ис п ользуе тс я в с х е ме рис .2.5. Н айти формулудля коэффицие нта ус иле ния п о току KI : KI = ∆IН /∆IВ Х Ре ш е ние Д ля нах ожде ния KI не об х одимо найти вы раже ние для тока ч е ре з наг рузку IН и п родиффе ре нцировать это вы раже ние п о IВ Х . Вос п ользуе мс я для этого: 1) уравне ниями для токов в узлах : IБ = IВ Х + If, IН = If + IK; 2) уравне ние м закона К ирх гофа с уч е том активного ре жима транзис тора: EК = If Rf +IН RН ; 3) выраже ние м для с вязи токов IK и IБ : IK = β IБ . Ис п ользуя п риве де нны е с оотнош е ния, с ос тавим с ис те мууравне ний для токов If , IБ , IН : − I f + I Б + 0 ⋅ I Н = I ВХ

I f + βI Б − I Н = 0 R f I f + 0 ⋅ I Б + R Н I Н = EК Из ре ш е ния с ис те мы уравне ний:

Iн = где

∆н ∆

,

.

15

-1

1

∆= 1

β

Rf

0

-1

-1 , 0 Rн

1 I вх

∆н = 1

β

0

Rf

0

Ek

.

Подс тавляя знач е ния оп ре де лите ле й, найде м формулудля тока E (β + 1) + β R f I В Х . IН = К (β + 1 )R Н + R f Д иффе ре нцируя п ос ле дне е вы раже ние п о IВ Х , найде м β . KI = (β + 1) R Н / R f + 1 При ус ловии β >> 1, (β + 1) RН /Rf >> 1 : К I = Rf /RН Таким об разом, коэффицие нт ус иле ния в этом с луч ае не завис ит от с войс тв транзис тора, ч то об ъяс няе тс я налич ие м отрицате льной об ратной с вязи ч е ре з с оп ротивле ние Rf.

Uп IК

RК

IК

h11

h21 IБ

EC

RБ UВ Х

IБ

UВ ЫХ

IБ

ZН

ZС

IЭ I а

б Р ис . 2.7

2.6. Н а вх оде с х е мы рис 2.7а с транзис тором К Т830А (h21= 25, UП =15 В , RН =15 О м , RБ =50 О м ) де йс твуе т п е ре ме нное нап ряже ние uВ Х = 0,5sinω t. Оп ре де лить ток транзис тора iК и вых одное нап ряже ние uВ ЫХ п ри ус ловии, ч то вы х одное нап ряже ние в ре жиме п окоя с ос тавляе т 0,5UП . Ре ш е ние Рас ч е т с х е мы п о п ос тоянному току (оп ре де ле ние UК Э , IК , UБ Э ,IБ UВ ЫХ в раб оч е й точ ке , ре жиме п окоя): Г рафоаналитич е с кий ме тод 1. В с оотве тс твии с ме тодом п е ре с е ч е ния х аракте рис тик изоб разим вх одные и вы х одные ВА Х транзис тора К Т830А (рис . 2.8) и п ос троим нагрузоч ную п рямую ч е ре з точ ки U= UП =15 В , I =0 и U =0 , I =1 А . 2. Н айде м точ ку п е ре с е ч е ния одной из ВА Х с нагрузоч ной п рямой. Так как п о ус ловию задач и UВ ЫХ =UК Э = 0,5UП , эта точ ка с оотве тс твуе т UК Э = 7,5 В , то IК =0,51 А , IБ =20 м А .

16

IБ , м А 30 25 α В

20 15 10 5 0 0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,8 UБ Э, В

1,6

IК , А I Б = 40 м А

UК Б =0 1,0

35 30

0,8

25 0,6 0,51 0,4

20 15 10

0,2 5 0

5

7,5

10

15 UК Э, В

Рис . 2.8 3. По вх одной х аракте рис тике оп ре де лим UВ Х . Д ля этого ч е ре з точ ку IБ = 20 мА п од уг лом α=arctgRБ (mI/mU) (mI =2,510-3, mU =0,1 – нормировоч ны е коэффицие нты ) п рове де м п рямую до п е ре с е ч е ния с ос ью нап ряже ний. В данном с луч ае : α =33 и UВ Х = 1,76 В . А налитич е с кий ме тод 1.Пос троим кус оч но-лине йную ап п рокс имацию вх одной ВА Х:UБ Э=UБ Э0 +r Б IБ . Ис п ользуя точ ку IБ =30 м А , UБ Э =0,8 В и точ ку п е ре с е ч е ния ап п рокс имирующ е й п рямой с ос ью нап ряже ний UБ Э 0= 0.68 В , оп ре де лим r Б = 4 Ом. 2. При UВ ЫХ = 0,5UП : IК = (UП -UВ ЫХ )/RН = 0,5 А . 3. Из ус ловия раб оты транзис тора в активном ре жиме IБ =IК /h21 =20 10-3 А . 4. Из второго закона К ирх гофа для вх одной це п и UВ Х = UБ Э 0 +r Б IБ +R Б IБ : UВ Х =1,76 В. Рас ч е т с х е мы п о п е ре ме нному току п рове де м с ис п ользование м с х е мы заме щ е ния п ри h12=0, h11 =0 (рис . 2.7б ). Приме не ние лине йной с х е мы заме щ е ния оп равдано те м, ч то с ог лас но рис . 2.8а изме не ние вх одного

17

нап ряже ния не п риводит к с ме щ е нию раб оч е й точ ки на не лине йный уч ас ток ВА Х. 1. Пе ре ме нны й ток во вх одной це п и iБ = uВ Х /(R Б +r Б )=IБ m sinω t, IБ m= UВ Х m/(R Б +r Б )=9,25 м А . 2. Пе ре ме нная с ос тавляющ ая тока колле ктора iК =h12iБ , IК m =h12IБ m=231,5 м А . 3. Пе ре ме нная с ос тавляющ ая вы х одног о нап ряже ния uВ ЫХ =uК Э=RН iК =RН IБ m h21sinω t, UВ ЫХ m =RН IК m=3,47 В . 4. С уммарны й ток колле ктора и вы х одное нап ряже ние i К =IК +IК m sinω t=0,5+0,23sinω t, uВ ЫХ =UВ ЫХ +UВ ЫХ m sinω t=7,5+3,47sinω t Зад ач и и вопросы 2.1. Д ана с х е ма, изоб раже нная на рис .2.6. Д оказать, ч то ток колле ктора можно вы ч ис лить п о формуле E + I KБ 0 R K IK = β K . R KБ + β R K 2.2. В с х е ме на рис .2.9 ис п ользуе тс я транзис тор с α = 0,99 , об ратны м током колле ктора IК Б 0 = 10 мкА . Д анные с х е мы : RЭ = 3 кОм, RН = 2 кОм, EК = 20 В. Оп ре де лить, п ри каком минимальном знач е нии вх одного нап ряже ния транзис тор б уде т раб отать в ре жиме нас ыщ е ния. Отве т: 30 В.

Е RЭ

IК

IК

К

RН

RБ

IЭ

RН

UВ Х

Е Р ис . 2.9

К

UК Э IБ Р ис . 2.10

2.3. В с х е ме рис .2.10 (RБ = 50 кОм, RН = 10 кОм, EК = 24 В) ис п ользуе тс я транзис тор с коэффицие нтом п е ре дач и β = 18. Оп ре де лить нап ряже ние колле ктор-эмитте р. Отве т: 4,8 В. 2.4. Д ана с х е ма, изоб раже нная на рис .2.11. Транзис тор раб отае т в активном ре жиме . Пре дп олагая, ч то с оп ротивле ние ре зис тора дос таточ но ве лико п о с равне нию с с оп ротивле ние м эмитте рного п е ре х ода и ч то с оп ротивле ние колле кторного п е ре х ода знач ите льно б ольш е с оп ротивле ния наг рузки, найти формулудля оп ре де ле ния коэффицие нта ус иле ния с х е мы п о нап ряже нию. Отве т: KU=αRН /RЭ .

18

IК

RЭ UВ Х

RН

IЭ Е

Е

Б

UВ ЫХ К

Р ис . 2.11 2.5. Н айти h-п араме тры транзис тора п о е го х аракте рис тикам (рис .2.12), с оотве тс твующ им с х е ме с об щ им эмитте ром для EК Э = 3,5 В, IБ =150 мкА . Отве т: h11 = 330 Ом, h12 =16 10-3 , h21= 56, h22= 62,5 10-6 С м.

IБ , м кА

IК , м А I Б = 250 м кА

300

12

250

10

200

UК =0

200

5В

8 150

150

6 100

100

4

50

2

50 0 0

80

160

240

320

UБ Э, м В

0

2

4

6

8

10

UК Э, В

Рис . 2.12 2.6. По заданны м вольт-амп е рны м х аракте рис тикам (таб л.2.1,2.2) оп ре де лить h-п араме тры транзис тора, включ е нного в с х е му с ОЭ , в раб оч е й точ ке п ри EК =- 9 В, RН = 1 кОм, IБ = 60 мкА . Отве т: h11 = 727,8 Ом, h12 =6,6 10-3, h21 = 62,5, h22= 9,9 10-5 С м. 2.7. Н а рис .2.13 п риве де на с х е ма ус илите льного кас када с ОЭ на транзис торе с х аракте рис тиками, изоб раже нны ми на рис . 2.12. Рас с ч итать с оп ротивле ние ре зис тора RБ , п ри котором раб оч ая точ ка в ре жиме п окоя ус илите ля б уде т нах одитьс я на с е ре дине лине йны х уч ас тков вх одной и п е ре х одной х аракте рис тик, е с ли EК = 10 В, RН =1 кОм. Оп ре де лить коэффицие нт ус иле ния п о нап ряже нию, п о току, п о мощ нос ти, вх одное и вы х одное с оп ротивле ния. Отве т: RБ =64.5 кОм, KU = 170, KI = 52,5, RВХ = 330 Ом, RВЫ Х = 1 кОм.

19

Таб лица 2.1 -UБ Э ,[мВ] 120

140

160

180

200

210

7

5

10

20

35

60

80

6 5

5.2 5.5

11 12

24 26

45 50

74 90

100 130

- UК Э ,[В]

Таб лица 2.2 -UК Э ,[В] IБ ,[мкА ] 30 60 90

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 2.4 4.1

1.1 2.7 4.3

1.2 2.9 4.5

1.25 3.0 4.7

1.3 3.1 4.9

1.35 3.2 5.1

1.4 3.3 5.3

1.4 3.4 5.6

1.4 3.5 5.8

Е RБ

К

Е

RК

UВ ЫХ

UВ Х

Р ис . 2.13

IК

IБ

IЭ

К

RН

RЭ

Рис . 2.14

2.8. В це п и на рис .2.14: EК = -10 В, RН =2 кОм, RЭ =1 кОм. Оп ре де лите формулу для вх одног о с оп ротивле ния це п и, е с ли коэффицие нт ус иле ния тока б азы β=50. Ис п ользуйте T-об разную с х е музаме щ е ния транзис тора. 2.9. Транзис тор, ис п ользуе мы й в с х е ме с ОЭ , име е т h-п араме тры : h11= 1,4 кОм, h21 =45, h12 = 4,3 10-4 , h22 =18 мкС м. С оп ротивле ние ре зис тора нагрузки RН = 16 кОм, внутре нне е с оп ротивле ние ис точ ника с иг нала RГ = 300 Ом. Вы ве с ти с оотнош е ния и рас с ч итать вх одное и вы х одное с оп ротивле ния, коэффицие нты ус иле ния п о токуи нап ряже нию. Отве т: RВХ = 1160 Ом, RВЫ Х = 7,8 кОм, 34,9, KU = 48,5.

20

2.10. Д ля с х е мы рис . 2.7 с заданными в п риме ре 2.6 п араме трами найти диап азон изме не ния нап ряже ния на б азе , с оотве тс твующ ий раб оте транзис тора К Т830А в активном ре жиме . Отве т: UВХIMIN = 0,54 В, UВХ MAX= 2,54 В. ,мкА Б

800

400

а) 0

-100

-200

UБ Э,м В

-300

IК , мА IБ

= 1200 м кА 1000

18 16

800

14 600 12 500 10

400

б)

300 8 6 200 4 100 2

0

-2

-4

-6

-8

-10

-12

Рис . 2.15

-14 -16

-18

UК Э, В

21

2.11. Ис п ользуя вх одны е и вы х одны е ВА Х транзис тора, изоб раже нны е на рис . 2.15, п ос троить х аракте рис тику п е ре дач и тока IК = f(IБ ) и х аракте рис тику п е ре дач и IК = f(UБ Э ) п ри UК Э = -9 В, с квозную динамич е с кую х аракте рис тику п ри RН = 1,5 кОм.

-Е RБ

RН

СР UВХ

Рис . 2.16 2.12. Транзис тор включ е н в ус илите льны й кас кад п о с х е ме с об щ им эмитте ром (рис . 2.15) и нап ряже ние м п итания E = 10 В. Пос тоянная с ос тавляющ ая тока б азы IБ 0 = 0,3 мА , амп литуда п е ре ме нной с ос тавляющ е й ImБ = 0,2 мА , с оп ротивле ние нагрузки RН = 500 Ом, макс имально доп ус тимая мощ нос ть, рас с е ивае мая колле ктором PК MAX= 150 мВт. Д иап азон ус иливае мы х коле б аний с ос тавляе т 80 Г ц – 5 кГ ц. По заданны м (рис . 2.16) вольт-амп е рны м х аракте рис тикам п рове с ти графоаналитич е с кий рас ч е т раб оч е го ре жима. Оп ре де лить вх одную и вы х одную мощ нос ти, коэффицие нты ус иле ния кас када п о току нап ряже нию и мощ нос ти, вх одное с оп ротивле ние кас када, п араме тры с х е мы . Отве т: PВХ= 4,5 мкВт, PВЫ Х= 3 мВт, KI= 17,5, KU = 39, KP = 690, RВХ= 225 Ом, RБ = 32,5 кОм, CР = 90 мкФ . 2.13. Прове с ти рас ч е т коэффицие нтов п е ре дач и и вх одног о с оп ротивле ния рас с мотре нного в задач е 2.12 кас када п о h-п араме трам в раб оч е й точ ке аналитич е с ким ме тодом. Отве т: , KI= 17,5, KU = 41,5, KP = 725, RВХ = 210 Ом. 2.14. В с х е ме рис . 2.7а на транзис торе К Т830А с h21=20 п аралле льно транзис торувключ е но с оп ротивле ние RБ 1 (RБ =1,8 кОм, RБ 1 =2,4 кОм, RН =1 кОм, UП=20 В). Оп ре де лить UВЫ Х, е с ли UВХ=2,8+0,7sinω t, ω =100π. Отве т:UВЫ Х MAX =9,5 В, UВЫ Х 0 =2 В, UВЫ Х MIN=0.

22

3. П О ЛЕ В ЫЕ Т РА Н ЗИ СТ О РЫ. П А РА М Е Т РЫ И Х А РА К Т Е РИ СТ И К И . РА СЧ Е Т К А СК А Д О В Н А П О ЛЕ В Ы Х Т РА Н ЗИ СТ О РА Х П рим еры реш ения з ад ач 3.1. Поле вой транзис тор с уп равляющ им p-n-п е ре х одом, име ющ ий макс имальны е знач е ния тока с тока и крутизны ICMА Х = 2 мА , SMAX = 2 мА /В, включ е н в ус илите льны й кас кад п о с х е ме с об щ им ис током. С оп ротивле ние ре зис тора нагрузки RН =10 кОм. Оп ре де лить нап ряже ние отс е ч ки U0 и коэффицие нт ус иле ния п о нап ряже нию KU , е с ли а) UЗИ = - I В ; б ) UЗИ = - 0,5 В; в) UЗИ = 0. Ре ш е ние 1.Д ля оп ре де ле ния KU вос п ользуе мс я формулой: K U = SR . 2.К рутизнуп ри уч е те ап п рокс имации х аракте рис тики п оле вого транзис тора (ПТ)[1,2] U I С = I СMAX (1 − ЗИ ) 2 U0 оп ре де лим из вы раже ния: U dI С S= = S MAX (1 − ЗИ ) , dU ЗИ U0 где U0 = 2ICMА Х / SMА Х . 3.Подс тавляя ч ис ле нны е знач е ния в п олуч е нны е формулы , найде м: а) U0= 2 В, S =1 мА /В, KU = 10; б ) U0= 2 В, S = 1,5 мА /В, KU = 15; в) U0= 2 В, S =2 мА /В, KU = 20. 3.2. В ус илите ле рис .3.1 п ри UЗИ = -2 В ток с тока IС = 1 мА . Оп ре де лить: а) с оп ротивле ние ре зис тора RИ , е с ли п аде ние м нап ряже ния IЗ UЗ можно п ре не б ре ч ь; б ) нап ряже ние E п ри RН = 10 кОм, UСИ = 4 В. Ре ш е ние I. B п ре не б ре же нии п аде ние м нап ряже ния IЗ UЗ : R И = -UЗИ /IС=2 кОм . 2. Из второго уравне ния К ирх гофа для вы х одной це п и EС= IСRН + UСИ + IС RИ = 16 B.

CР UВ Х

RЗ

RИ

CИ

RН EС

Рис . 3.1

23

EC RC

CР

UВ ЫХ UВ Х

RЗ

RИ

CИ

Рис . 3.2 3.3. Поле вой транзис тор с уп равляющ им p-n-п е ре х одом и каналом n-тип а ис п ользуе тс я в ус илите льном кас каде (рис .3.2). Н ап ряже ние отс е ч ки транзис тора U0 = 2 В, макс имальны й ток с тока ICMAX = 1,8 мА . Изве с тно, ч то п ри нап ряже нии ис точ ника п итания EC = 20 В - ток с тока IC = I мА . М одуль коэффицие нта ус иле ния ус илите ля п о нап ряже нию K U = 10 . Оп ре де лить: 1) нап ряже ние с ме щ е ния затвор-ис ток UЗИ ; 2) крутизну х аракте рис тики в раб оч е й точ ке S; 3) с оп ротивле ние ре зис тора в це п и ис тока RИ ; 4) с оп ротивле ние наг рузки в це п и с тока RН . Пре дп оложить, ч то внутре нне е с оп ротивле ние транзис тора R i >> RН и ч то на раб оч е й ч ас тоте е мкос тное с оп ротивле ние конде нс атора CР п ре не б ре жимо мало. Ре ш е ние 1. Оп ре де лим модуль нап ряже ния UЗИ , ис п ользуя ап п рокс имацию ВА Х, п риве де нную в п риме ре 3. I: 0.5 [1 – (IC / IСMА Х ) ]UО = 0.5 B. 2. К рутизнув раб оч е й точ ке найде м из формулы : U S = S MAX (1 − ЗИ ) , где SMAX=2IСMAX/U0 = 1,8 мА /В, U0 то е с ть S = 1.35 мА /B. 3. С оп ротивле ние ре зис тора в це п и ис тока в п риняты х п ре дп оложе ниях RИ =- UЗ И / IС = 0.5 кОМ . 4. С оп ротивле ние нагрузки найде м из формулы для KU как

KU = 2,7кО м . S 3.4. Д ля с х е мы на рис . 3.3а оп ре де лить ток с тока п оле вого транзис тора. Пе ре даточ ная х аракте рис тика транзис тора п риве де на на рис . 3.3б , RИ = 680 Ом, UП =15 В. Ре ш е ние З адач а може т б ы ть ре ш е на г рафич е с ки с ис п ользование м п риве де нной п е ре даточ ной х аракте рис тики и аналитич е с ки на ос нове е е лине йной ап п рокс имации. Г рафич е с кое ре ш е ние ос новано на ме тоде п е ре с е ч е ния х аракте рис тик и включ ае т с ле дующ ие этап ы : 1. С троитс я п е ре даточ ная х аракте рис тика ПТ (рис . 3.3б ). RН =

24

2.С троитс я наг рузоч ная п рямая, уг ол наклона которой оп ре де ляе тс я с оп ротивле ние м RН с уч е том мас ш таб ны х коэффицие нтов п о ос ям токов (mI) и нап ряже ний (mU) α=arctg(RН mI/mU). Возможно также п ос трое ние нагрузоч ной п рямой п о формуле UR =RIС. В рас с матривае мой задач е нач альное с ме щ е ние UЗИ 0 = 0. 3. Точ ка п е ре с е ч е ния п ос трое нны х х аракте рис тик дае т ис комы е знач е ния UЗИ =2,17 В, IС=3,23 мА . А налитич е с кое ре ш е ние п ре дп олаг ае т с ле дующ ие этап ы : 1.Оп ре де ляе тс я крутизна п ри малы х с ме щ е ниях S = Δ IС/ Δ UЗИ = 4 мА /В. 2. З адае тс я лине аризованная п е ре даточ ная х аракте рис тика: IC = IСMAX - SUЗИ . 3. Из ре ш е ния уравне ния IС=IR или IСMAX- SUЗИ =UЗ И /RН оп ре де ляютс я ис комы е ве лич ины нап ряже ния и тока U = IСMAX/(S+1/RН )= 2,19 В, IС= 3,24 мА .

IC , м А 12 10

IC

8 6

RИ

UП

4

IC 2

α

UЗИ 5

а)

4

3

2

1

0

UЗИ , В

б) Рис . 3.3

3.4. Д ля с х е мы на рис . 3.4, орг анизованной на n-канальном транзис торе К П350, оп ре де лить знач е ние ре зис тора RИ , об е с п е ч ивающ е е IС = 5мА в ус ловиях , когда R1 = 40 кОм, R2 =60 кОм, EП = 10 В. Ре ш е ние 1. По с п равоч ны м данны м для транзис тора КП350 оп ре де лим S = 8 мА /В, U0 = 5 В, IС(0) = 20 мА . 2. В с оотве тс твии с ап п рокс имацие й ВА Х ПТ, п риве де нной в п риме ре 2.1, IС U ЗИ = U 0 (1 − ) = 2,5В I С( 0) Так как транзис тор ис п ользуе т канал n– тип а, то UЗИ = -2,5 В.

25

3. З нач е ние токозадающ е й разнос ти п оте нциалов на с оп ротивле нии R2 U = EпR2/R1+R2) = 3 В . 4. Р азнос ть п оте нциалов на ре зис торе URИ = U – UЗИ =5,5 В . 5. Ис комое знач е ние с оп ротивле ния RИ EC RИ =URИ /IС=1,1 В .

EП R1

RC

CР

IC UВ Х

R2

RИ

RC C UВ ЫХ

RЗ

RИ

IИ EЗ

Р ис . 3.4

Р ис . 3.5 Зад ач и и вопросы

3.1. В ус илите льном кас каде с об щ им ис током (рис .3.1): с оп ротивле ние нагрузки RН = 20 кОм. Э ффе ктивное вы х одное с оп ротивле ние п оле вого транзис тора 20 кОм, раб оч ая крутизна S = 2 мА /В. Н айти коэффицие нт ус иле ния кас када. Отве т: KU = 20. 3.2. Ис токовы й п овторите ль (рис .3.5) име е т ток с тока IС = 2 мА , S= 2 мА /В, RИ = 500 Ом, URИ =UС И. Оп ре де лить коэффицие нт ус иле ния п о нап ряже нию KU, вы х одное с оп ротивле ние R ВЫ Х , нап ряже ние с ме щ е ния EС Отве т: KU =0,5, R ВЫ Х = 250 Ом, EС = 5 В. 3.3. У п оле вого транзис тора с уп равляющ им p-n-п е ре х одом: ICMAX = 1 мА , U0= 4 В. Оп ре де лить: а) какой ток б уде т п роте кать п ри об ратном с ме щ е нии затвор-ис ток UЗ И = 2 В; б ) ч е му равна крутизна и макс имальная крутизна в этом с луч ае . Отве т: IC =0,25мА , S =0.25 мА /В, SMAX =0,5 мА /В. 3.4. Оп ре де лите крутизну транзис тора А П323А -2 п о вы х одны м х аракте рис тикам (рис . 3.6), е с ли транзис тор раб отае т в с х е ме с об щ им ис током, а с оп ротивле ние нагрузки и нап ряже ние п итания с ос тавляют с оотве тс тве нно: RC =3 кОм, E С = 10 В (UЗ И = -2 В – 0 В). К акой коэффицие нт ус иле ния може т об е с п е ч ить транзис тор в с х е ме с заданны ми п араме трами? Отве т: S= 5 мА /В – 2 мА /В.

26

Ic , мА

К П 323(А -2,Б -2)

7

Uзи=0 6 5 -0.5 4 3

-1.0

2

-1.5

1

-2 B

0

5

10

15

Uси, В

20

Рис . 3.6 3.5. Н ормированная с ток-затворная х аракте рис тика транзис тора 3П321А -2 п ри UС И = 2 В оп ис ы вае тс я таб лице й 3.1. Оп ре де лите вид завис имос ти крутизны данног о транзис тора и завис имос ть коэффицие нта ус иле ния в с х е ме с ОИ п ри RС =5 кОм от нап ряже ния затвор-ис ток. С равните п олуч е нны е завис имос ти с аналогич ны ми кривы ми для М Д П-транзис торов на п риме ре транзис тора с о вс трое нны м каналом К П201Л и транзис тора с индуцированны м каналом К П301Б (UС И= -15 В). Таб лица 3.1 UЗ И, В

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

IC /IC (0)

1

0.72

0.5

0.31

0.15

0.07

0

3.6. Оп ре де лите завис имос ть внутре нне го с оп ротивле ния транзис тора от нап ряже ния затвор-ис ток для М Д П-транзис торов К П201Л и К П301Б п ри UС И= -15 В и транзис тора с уп равляющ им п е ре х одом К П103Л . 3.7. Е диная ап п рокс имация ВА Х мощ ны х п оле вы х транзис торов с затвором Ш оттки име е т вид

27

I C (U З , UС) = I С1 ( UЗ , U С)[1 + B exp(− F(UЗ , UС) ], I С1 (UЗ , UС) = A(U З − U 0 )N {1 − exp[−

kUС ]}, UЗ − U0

Ψ1 + T( UЗ + ϕ Б )Ψ 2 . F( UЗ , UС) = PUС Д ля транзис тора А П602 коэффицие нты ап п рокс имации име ют с ле дующ ие знач е ния: A = 45,4 10-3; N = 1,4; k = 3,2; B = 24,4; P = 9,4; T = 3,1; Ψ 1 =1,5; Ψ 2 =2; φ Б =0,75 В, U0 = -3,5 В. Ис п ользуя графоаналитич е с кий ме тод, оп ре де лите п оложе ние ис х одной раб оч е й точ ки п ри EС = 4 В, RС =20 Ом и различ ны х знач е ниях нап ряже ния затвор-ис ток. Проанализируйте движе ние раб оч е й точ ки п ри изме не нии с оп ротивле ния нагрузки, об ъяс ните вид х аракте рис тик. 3.8. Оп ре де лите с вязь эле ме нтов п рос те йш е й физич е с кой эквивале нтной с х е мы п оле вого транзис тора (рис . 3.7) с е го y-п араме трами. Пояс ните ис п ользование п олуч е нны х с оотнош е ний для анализа ч ас тотны х с войс тв ПТ. Отве т: y11 = jω (CЗ С +CЗ И), y12= -jω CЗ С , y21= S - jω CЗ С , y22= g22- jω (CЗ С +CЗ И).

ImЗ UmЗИ

CЗС CЗИ

ImС SUmЗИ

g22

CСИ UmСИ

Р ис . 3.7 3.9. Ис п ользуя транзис тор К П303Г , рас с ч итать кас кад п о с х е ме , п оказанной на рис . 3.2. К ас кад долже н об е с п е ч ивать п олуч е ние макс имальной амп литуды вы х одного нап ряже ния. Ис п ользовать с ле дующ ие п араме тры с х е мы и транзис тора: EС = 15 В, S = 2,5 мА /В, U0= 2,5 В, IС Н А Ч = 5 мА , RВХ=100 кОм. Отве т: RИ = 0,33 кОм, RС = 2,2 кОм, RЗ = 100 кОм, Um ВЫ Х= 4,95 В, KU= 3. 3.10. Н а с х е му, ис п ользующ ую транзис тор с п е ре даточ ной х аракте рис тикой, изоб раже нной на рис . 3.3б , п одае тс я нап ряже ние u ВХ= =Umsinω t. Рас с ч итать формутока с тока п ри Um = 0,5 В; 1 В; 1,5 В. 3.11. Ис п ользуя транзис тор К П303Г , рас с ч итать п араме тры кас када п о с х е ме , п оказанной на рис . 3.2 п ри коэффицие нте ус иле ния п о нап ряже нию KU = 10 на ч ас тотах б оле е 50 Г ц и EС = 15 В. Отве т: RИ = 2 кОм, RС = 12 кОм, CИ= 200 мкФ .

28

4. РА СЧЕ Т СХ Е М Н А Т РА Н ЗИ СТ О РА Х . М Н О ГО К А СК А Д Н ЫЕ У СИ ЛИ Т Е ЛИ . У СИ ЛИ Т Е ЛИ М О Щ Н О СТ И . ЭЛЕ К Т РО Н Н ЫЕ К ЛЮ ЧИ . ГЕ Н Е РА Т О РЫ И М П У ЛЬ СО В П рим еры реш ения з ад ач 4.I. Н а рис . 4.1а п риве де на с х е ма двух кас кадног о ус илите ля на б ип олярны х транзис торах . С п омощ ью с х е мы заме щ е ния (рис . 4.1б ) п е рвого ус илите льного кас када оп ре де лить коэффицие нт ус иле ния K0 кас када на с ре дних ч ас тотах , ве рх нюю и нижнюю ч ас тоты , на которы х коэффицие нт ус иле ния раве н K0 0,5 /(2) , е с ли изве с тно, ч то K0X = 175, RВ ЫХ 1 = 1 кОм, е мкос ть конде нс атора с вязи CС1 = 2 мкФ , е мкос ть C02 = 0,01 мкФ , вх одное с оп ротивле ние второго кас када RВ Х 2 = 320 Ом.

+ EК RК 1

RК 2

R2Б 1

СС2

R2Б 2

С1

СС1

UВ Х R1Б 1

RЭ1

СЭ1 R1Б 2

СЭ2 UВ ЫХ

RЭ2

Р ис . 4.1а

Е CC1 RВ ЫХ 1

К

RН UН

С02

R2Б С1

RВ Х 2 UВ ЫХ

UВ ЫХ Х Р ис . 4.1б

UВ Х

R1Б

RЭ

СЭ

Р ис . 4.2

Ре ш е ние Ис п ользуе м формулу для коэффицие нта ус иле ния на с ре дних ч ас тотах , с х е му заме щ е ния и с оотнош е ния для ве рх не й и нижне й гранич ны х ч ас тот[1,2,10]:

29

1. K0 = UВ ЫХ / UВ Х = UВ ЫХ Х RВ Х 2 / [(RВ ЫХ 1 + RВ Х 2 ) UВ Х ] = = K0Х UВ Х RВ Х 2 / [(RВ ЫХ 1 + RВ Х 2 ) UВ Х ] = K0Х RВ Х 2 / (RВ ЫХ 1 + RВ Х 2) = 42,5. 2. f В = [2π C02 RВ ЫХ 1 RВ Х 2 / (RВ ЫХ 1 + RВ Х 2 )]-1 = 65.6 кГ ц. 3. f Н = [2π C01 (RВ ЫХ 1 + RВ Х 2)] -1 = 60 кГ ц. 4.2. Однотактны й ус илите ль мощ нос ти (рис . 4.2) на транзис торе с х аракте рис тиками, изоб раже нны ми на рис .4.3, раб отае т в ре жиме А на нагрузоч ны й ре зис тор RН = 20 кОм. Пользуяс ь с е ме йс твом вы х одны х х аракте рис тик IК (UК Э ), оп ре де лить вы х одную мощ нос ть PН , коэффицие нт транс формации n вы х одного транс форматора, об е с п е ч ивающ ий коэффицие нт ус иле ния п о мощ нос ти, б лизкий к макс имальному п ри минимальны х не лине йны х ис каже ниях , е с ли EК = -12,5 В, UВ Х m = 2 В.

РК

IК , мА

ДО П

400 а

IБ = 5,5 мА 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0

300

200

0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5

100 в

0

5

10

15

20

25

UК Э, В

Р ис . 4.3 Ре ш е ние Вс оотве тс твии с [1,2,6] для нах ожде ния вы х одной мощ нос ти PН = 0.5 Um Im и коэффицие нта транс формации n = w1 / w2 = (RН * / RН )0.5 (где RН * = Um / Im п риве де нное с оп ротивле ние нагрузки, Um - амп литуда п е ре ме нног о нап ряже ния на колле кторе , Im - амп литуда тока колле ктора) не об х одимо найти ве лич ины Um и Im . Ис п ользуе м для этого с е ме йс тво вы х одных х аракте рис тик (рис .4.3). По заданному EК = 12,5 В, ис п ользуя ус ловие раб оты ус илите ля в клас с е А , вы б е ре м раб оч ую точ ку 0 на кривой, с оотве тс твующ е й п риме рно с е ре дине диап азона изме не ния IБ п ри IБ =3,5 мА . Ч е ре з раб оч ую точ ку п рове де м наг рузоч ную п рямую с уч е том кривой доп ус тимой мощ нос ти так, ч тоб ы точ ка a, рас п оложе нная на кривой

30

IБ =5,5 мА , и точ ка в, рас п оложе нная на кривой IБ = 1,5 мА , нах одилис ь п риме рно на равны х рас с тояниях от точ ки 0. Ис п ользуя ре зультаты п рове де нных п ос трое ний, оп ре де лим амп литуды нап ряже ния на колле кторе Um и колле кторного тока Im 2Um = 18 B, 2Im = 280 мA. Подс тавляя Um , Im в п риве де нные с оотнош е ния, найде м ис комые п араме тры ус илите ля мощ нос ти Rн+ = 64 Ом , Pн = 0.6 3Вт , n = 1.79.

UП RК 1

R1 С1

R2

RК 2 С2

VT1

VT2

Рис . 4.4 4.3. Рас с ч итать мультивиб ратор на транзис торах рис .4.4 п ри с ле дующ их п араме трах Um = 9 В, t U =100 мкс , t П З = 20 мкc , tФ < 3 мкс . Ре ш е ние Пре дп оложим, ч то в мультивиб раторе ис п ользованы транзис торы КТЗ З З А . Вы б ор марки транзис торов оп равдан те м, ч то они об е с п е ч ивают вре мя п е ре ключ е ния ~ 10-7 с . При рас ч е тах ис п ользуе м с п равоч ны е данны е транзис торов: UП = 10 В; IК М А Х < 45 мА (имп ульс ны й ре жим п ри tИ < 20 мкс ); IК М А Х < 20 мА (п ос тоянны й ток); IК Б 0 < 0,4 мкА ; h21Э < 90; UК Э Н А С < 0,2 В; UБ Э Н А С < 0,8 В; CК < 3,5п Ф ; CЭ < 4 п Ф ; UП О Р = 0,6 В; UБ + < 3,5 В. По с п равоч ны м данны м оп ре де лим нап ряже ние ис точ ника п итания UП = (1.1… 1.2) Um = 10 B. Вы б е ре м колле кторны й ток транзис торов в ре жиме нас ы щ е ния IК 1 = IК 2 = 10 мА . Пре дп оложим, UК Э Н А С = 0.2 B, UБ Э Н А С = 0.7 B, h21Э = 90. При рас ч е те мультивиб ратора (рис .4.4) не об х одимо вы ч ис лить ве лич ины R1, R2 , RК 1 , RК 2, C1, C2 .Н айде м их с ис п ользование м формул [1,10,11] 1. RК 1 = RК 2 = (UП – UК Э Н А С) / IК 1 = 980 Ом. 2. С оп ротивле ния R1 и R2 найде м, ис х одя из ус ловия нас ы щ е ния транзис торов в открытом с ос тоянии IБ 1 > IБ ГР = IК 1 / h21э , откуда (UП – UБ Э Н А С) / R1 > (UП – UК Э Н А С) / h21Э RК 1 ,

31

Ri < h21Э RК 2 (UП – UБ Э Н А С) / (UП – UК Э Н А С) = 83.7 кОм (i=1,2). Пус ть R1 = R2 = 60 кОм. 3. Н айде м е мкос ти конде нс аторов C1 = tИ / R1 L, C2 = tП З / R2 L, L = ln [(2 UП – UБ Э Н А С – UК Э Н А С) / (UП – UБ Э Н А С)], C1 = 2300 п Ф , C2 = 460 п Ф . Рас ч е тная длите льнос ть фронта tФ = (3… 5) RК 2 C2 = 2,2 мкс ме ньш е заданной.

+ UП RК 1

С1

RК 2 UВ ЫХ

VT1 R1 UВ Х R3

RЭ

VT2

R2

Рис . 4.5 4.4. Рас с ч итать триг ге р Ш митта на транзис торах (рис . 4.5) п ри с ле дующ их п араме трах UСРБ = 3 В, UО Т = I В, UП = 10 В. Ре ш е ние Вы б е ре м транзис тор К ТЗ З З А . Е го п араме тры п риве де ны в п риме ре 4.3. Из с оотнош е ний [1,10,11] нах одим I. RК 2 + RЭ = (UП – UК Э Н А С) / IК 2 = 980 Ом . ( IК 2 = 10 мА ). 2. RЭ = (UСРБ + UБ Э Н А С) (RК 2 + RЭ)/ UП = 360 Ом. 3. RК 2 = 620 Ом. 4. RК 1 = UП RЭ / (UО Т – UБ Э Н А С) = 12 кОм. 5. Из ус ловия нас ы щ е ния транзис тора VT2 найде м ток б азы IБ 2 > IБ ГР = IК Н А С / h21Э = 0,1 мА . Паде ние нап ряже ния на ре зис торе R2 UR2 = UБ Э Н А С + URЭ = 4.4 B (IЭ = 10 мА ). Ток ч е ре з R2 найде м из ус ловия IR2 > IБ 2 , IR2 = 0.2 мА . Тог да R2 = UR2/ IR2 = 22 кОм. 6. С оп ротивле ние R1 рас с ч итае м из с оотнош е ния UП = (RК 1 + R1) (IБ 2 + IR2 ) + UR2 как R1 = (UП – UR2) Rк1 / (IБ 2 + IR2) = 6.4 кОм.

32

7. Полаг ая вре мя жизни не ос новных нос ите ле й τ =10-7, вы ч ис лим е мкос ть конде нс атора C1 = τ / R1 = 15 п Ф . 8. С оп ротивле ние ре зис тора R3 найде м из ус ловия R3 > 10 RЭ: R3 = 5 кОм. 4.5. Рас с ч итать п араме тры транзис торног о ключ а на кре мние вом эп итакс иально-п ланарном n-p-n транзис торе К ТЗ З З А . Ре ш е ние Параме тры транзис тора п риве де ны в п риме ре 4.3. Д ля рас ч е та с тандартной с х е мы ключ а не об х одимо вы ч ис лить ве лич ины с оп ротивле ния ре зис тора в колле кторной це п и RК , ре зис тора RБ , вре мя заде ржки включ е ния t ЗД , длите льнос ть фронта t Ф , длите льнос ть с п ада tСП , вре мя рас с ас ы вания нос ите ле й t РА С . Ис п ользуе м с оотнош е ния[1,10,11]: I. RК = (UП – UК Э Н А С) / IК Н А С = 220 Ом. 2. Д ля оп ре де ле ния Rб найде м из ус ловия нас ы щ е ния ключ а б азовы й ток IБ + IБ + > IБ ГР = IК Н А С / h21Э = 0.5 мА . Вы б е ре м IБ + = I мА . 3. Принимая UБ + = 2,5 В, найде м RБ = (UБ + - UБ Э Н А С) / IБ + = 1.8 кОм. 4. Оп ре де лим б азовы й ток вы ключ е ния IБ -, п риняв UБ - = - 1,7 В IБ - = = (UБ - - UБ Э Н А С) / RБ = 0,55 мА 5. Вре мя заде ржки включ е ния TЗД = RБ (CК + CЭ) ln[(UБ + + UБ -) / (UБ + – UБ Э Н А С )] = 10 нс . 6. Принимая вре мя жизни не ос новны х нос ите ле й τ =10-7 с , вы ч ис лим п араме тры t Ф ,tРА С ,t СП t Ф = τ ln [h21Э IБ +(h21Э IБ + - IК Н А С ) ] = 70 нс ; -1 t РА С = τ ln [ (IБ + + IБ -)( IБ - +IК Н А С /h21Э) ] = 30 нс ; t сп = τ ln [ (Iб- + Iк нас /h21Э) / Iб- = 65 нс . -1

Зад ач и и вопросы 4.1. Рас с ч итайте амп литудно-ч ас тотную х аракте рис тику n кас кадно включ е нны х ус илите ле й с ре зис тивно-е мкос тны ми с вязями. 4.2. Оп ре де лите влияние отрицате льной об ратной с вязи, ох ваты вающ е й двух кас кадны й ус илите ль с ре зис тивно-е мкос тны ми с вязями. 4.3. Оп ре де лите , какую наиб ольш ую мощ нос ть PВЫ Х и п ри каких ус ловиях можно п олуч ить п ри ис п ользовании в ус илите ле мощ нос ти транзис тора с п араме трами IК MAX = 0,3 А , UК Э MAX =30 В. Транзис тор раб отае т в ре жиме А , а п одле жащ ие ус иле нию с игналы име ют с инус оидальную форму. Отве т: PВЫ Х= 1 Вт, оп тимальное с оп ротивле ние нагрузки – 90 Ом.

33

4.4. Оп ре де лите , какой коэффицие нт транс формации в с х е ме (рис . 4.1) долже н име ть транс форматор, ч тоб ы п ри с оп ротивле нии наг рузки, п одключ е нной к е го вторич ной об мотке RН = 8 Ом, об е с п е ч ивалас ь макс имальная вы х одная мощ нос ть. В с х е ме ис п ользуе тс я транзис тор из задач и 4.3. Отве т: 3,8. 4.5. Оп ре де лите с татич е с кие п оте ри п ри ис п ользовании в с х е ме коммутации б ип олярног о транзис тора К Т874Б и п оле вог о транзис тора К П704А . Н ап ряже ние п итания UП= 27 В, с оп ротивле ние нагрузки RН =25 Ом, уп равляющ е е нап ряже ние 4 В. Отве т: Д ля б ип олярного транзис тора макс имальная мощ нос ть п оте рь с ос тавляе т 11,27 Вт, для п оле вог о – 31.45 Вт. 4.6. Оп ре де лите динамич е с кие п оте ри в транзис торе тип а К Т874Б п ри коммутации RL-нагрузки с п араме трами RН = 2,5 Ом, LН =10 мГ н, UП=27 В, fК ОМ =20 кОм. Отве т: М ощ нос ть п оте рь PД ИН = 2,4 Вт. 4.7. Рас с ч итайте с х е му мультивиб ратора (рис . 4.4) с п араме трами: нап ряже ние п итания UП=-12 В, длите льнос ть имп ульс а 0,3 мс , п е риод 1 мс . В с х е ме ис п ользован транзис тор К Т203Б . Отве т: RК 1=RК 2= 1,5 кОм, R1=R2= 30 кОм, C1 = 15 нФ , C2 =33 нФ .

+ UП R2

RК 1

С1

R1

RК 2 UВ ЫХ

С2 UВ Х

VT1 R3

VT2

RЭ

Р ис . 4.6 4.8. Рас с ч итайте одновиб ратор с эмитте рной с вязью (рис .4.6) на транзис торах п ри UП = 9 В, t И =50 мкс , t В = 30 мкс , t Ф <1 мкс , CК = 20 п Ф . Приме ч ание : ис п ользовать транзис тор К ТЗ З З А . Отве т: R К 2 = 900 Ом, RЭ = 80 Ом, R 3 = 400 Ом, R2 = 9,6 кОм. R1= 42,5 кОм, C1 = 1600 п Ф , RК 1 =375 кОм. ( IК 1 = 2,7 мА . IБ 1 = 0,03 мА , I23 = 1 мА ).

34

Реком енд уем ая литература Ос новная лите ратура 1. Оп адч ий Ю .Ф . А налоговая и цифровая эле ктроника / Ю .Ф . Оп адч ий, О.П. Г лудкин, А .И. Г уров. - М .: Г оряч ая линия – Те ле ком, 2003. – 768 с . 2. Павлов В.Н . С х е моте х ника аналоговы х эле ктронных ус тройс тв / В.Н . Павлов, В.Н . Н ог ин. – М .: Г оряч ая линия – Те ле ком, 2003. – 320 с . 3. Пряниш ников В.А . Э ле ктроника: Полны й курс ле кций/ В.А . Пряниш ников. С Пб .: Уч ите ль и уч е ник: К ОР ОН А п ринт, 2003. - 416 с . 4. Л ач ин В.И. Э ле ктроника /В.И. Л ач ин, Н .С . С аве лов. – Рос тов н/Д : Ф е никс , 2002. – 576 с . 5. Те ре х ов В.А . З адач ник п о эле ктронны м п риб орам/ В.А . Те ре х ов. - С Пб .: Л ань, 2003. - 280с . Д оп олните льная лите ратура 6. Ос новы радиоэле ктроники / Под ре д. Г .Д . Пе трух ина. - М .: Изд-во М А И, 1993. - 416 с . 7. М анае в Е .И. Ос новы радиоэле ктроники/ Е .И. М анае в. - М .: Радио и с вязь, 1990. - 511 с . 8. Ж е ре б цов И.П. Ос новы эле ктроники/ И.П. Ж е ре б цов. - Л .: Э не ргоатомиздат, 1990. - 352 с . 9. Б атуш е в В.А . Э ле ктронны е п риб оры / В.А . Б атуш е в. - М .: Вы с ш ая ш кола, 1980. -383 с . 10. Ос новы п ромы ш ле нной эле ктроники / Под ре д. В.Г . Г е рас имова. М .: Вы с ш ая ш кола, 1986. – 335 с . 11. Б ыс тров Ю .А . Э ле ктронны е це п и и ус тройс тва/ Ю .А . Б ы с тров, И.Г . М ироне нко. - М .: Выс ш ая ш кола, 1989. - 287 с . 12. С б орник задач п о эле ктроте х нике и ос новам эле ктроники/ Под ре д. В.Г . Г е рас имова. - М .: Вы с ш ая ш кола, 1987. - 288 с .

35

С ос тавите ли:

Короб ова А лла Д митрие вна С б итне в Ю рий Прокофье вич

Ре дактор

Тих омирова Ольг а А ле кс андровна