Элементная база радиоэлектронной аппаратуры-2 (Контрольная)

Элементная база радиоэлектронной аппаратуры-2 (Контрольная)

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 Rк …………………………………… 1,6 кОм

Сопротивление нагрузки Rн ……………………………………………………. 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 f = 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, f = 50 – 1000 Гц ……………………………….. 60 – 180

Модуль коэффициента передачи тока H21э

при Uкб= 5 В, IЭ= 5 мА, f = 20 МГц не менее …………………………... 8

Постоянная времени цепи обратной связи

при Uкб= 5 В, IЭ= 5 мА, f = 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, f = 50 – 1000 Гц не более …………………….. 3

мкСм

Ёмкость коллектора при Uкб= 5 В, f = 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,| | | | | | | | |

|мкА| | | | | | | | |

|200| | | | | | | | |

|160| | | | | | | | |

|120| | | | | | | | |

|80 | | | | | | | | |

|40 | | | | | | | | |

|0 |0,0|0,1|0,1|0,2|0,2|0,3|0,3|Uбэ|

| |5 | |5 | |5 | |5 |,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 | | | | | | | | | | |

|Iк0| | | | | | | | | | |

|2 | | | | | | | | | | |

|1 | | | | | | | | | | |

|0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |Uкэ|

| | | | | |Uкэ| | | |Еп |,В |

| | | | | |0 | | | | | |

|Iб,| | | | | | | | | |

|мкА| | | | | | | | | |

|50 | | | | | | | | | |

|40 | | | | | | | | | |

|30 | | | | | | | | | |

|Iб0| | | | | | | | | |

|20 | | | | | | | | | |

|10 | | | | | | | | | |

|0 |0,1|0,1|0,2|0,2|0,2|0,2|0,2|0,3|Uбэ|

|0,1|7 |9 |1 |3 |5 |7 |9 |1 |,В |

|5 | | | | | | |Uбэ| | |

| | | | | | | |0 | | |

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 | | | | |?Iк| | | | | |

| | | | | |0 | | | | | |

|3 | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | |?Iк| | |

| | | | | | | | | | | |

|2 | | | | | | | | | | |

|1 | | | | | | | | | | |

|0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |Uкэ|

| | | | | |Uкэ| | | |Еп |,В |

| | | | | |0 | | | | | |

?Uкэ

|Iб,| | | | | | | | | |

|мкА| | | | | | | | | |

|50 | | | | | | | | | |

|40 | | | | | | | | |

| | | |?Iб | | | | | |

|30 | | | | | | | | |

|Iб0| | | | | | | | |

|20 | | | | | | | | | |

|10 | | | | | | | | | |

|0 |0,1|0,1|0,2|0,2|0,2|0,2|0,2|0,3|Uбэ|

|0,1|7 |9 |1 |3 |5 |7 |9 |1 |,В |

|5 | | | | | | |Uбэ| | |

| | | | | | | |0 | | |

?Uбэ

?Iк0= 1,1 мА, ?Iб0 = 10 мкА, ?Uбэ = 0,014 В, ?Iб = 20 мкА, ?Uкэ= 4 В, ?Iк=

0,3 мА

H-параметры:

Определим G – параметры.

Величины G-параметров в рабочей точке определим путём пересчёта

матриц:

G-параметр:

G11э= 1,4 мСм, G12э= - 0,4*10 –6

G21э= 0,15 , G22э=

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 | | | | | | | | | | |

|Iк0| | | | | | | | | | |

|2 | | | | | | | | | | |

|1 | | | | | | | | | | |

|0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |Uкэ|

| | | | | |Uкэ| | | |Еп |,В |

| | | | | |0 | | | | | |

Определим динамические коэффициенты усиления.

|Iк | | | | | | | | | | |

|, | | | | | | | | | | |

|мА | | | | | | | | | | |

|6 | | | | | | | | | | |

|5 | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | | |

| | | | | |А | | | | | |

|4 | | | | | | | | | |

| | | | | | | | | | |

| | | | | | | | |?Iк | |

|3 | | | | | | | | | |

|Iк0| | | | | | | | | |

|2 | | | | | | | | | | |

|1 | | | | | | | | | | |

|0 |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |Uкэ|

| | | | | |Uкэ| | | |Еп |,В |

| | | | | |0 | | | | | |

?Uкэ

|Iб,| | | | | | | | | |

|мкА| | | | | | | | | |

|50 | | | | | | | | | |

|40 | | | | | | | | |

| | | |?Iб | | | | | |

|30 | | | | | | | | |

|Iб0| | | | | | | | |

|20 | | | | | | | | | |

|10 | | | | | | | | | |

|0 |0,1|0,1|0,2|0,2|0,2|0,2|0,2|0,3|Uбэ|

|0,1|7 |9 |1 |3 |5 |7 |9 |1 |,В |

|5 | | | | | | |Uбэ| | |

| | | | | | | |0 | | |

?Uбэ

?Iк= 2,2 мА, ?Uкэ= 1,9 В, ?Iб = 20 мкА, ?Uбэ = 0,014 В

Динамические коэффициенты усиления по току КI и напряжению КU

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..

-----------------------

[pic]

Iб= 20 мкА

Uкэ= 0 В

Iб= 10 мкА

Uкэ= 5 В

Iб= 30 мкА

Iб= 40 мкА

Iб= 50 мкА

Iб= 60 мкА

Iб= 70 мкА

Iб= 80 мкА

Iб= 90 мкА

[pic]

Iб0= 30 мкА

Uкэ=4,2 В

Uкэ= 5 В

Uкэ= 0 В

[pic]

Iб0= 30 мкА

[pic]

Uкэ= 4,2 В

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

Iб0= 30 мкА

Iб0= 30 мкА

Uкэ= 4,2 В

Iб2= 40 мкА

Iб1= 20 мкА

[pic]

Iб = 40 мкА