Элементная база радиоэлектронной аппаратуры-2
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 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 H21э
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, мкА
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 Iк0
2
1
0
1
2
3
4
5 Uкэ0
6
7
8
9 Еп
Uкэ,В
Iб, мкА
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
ΔIк0
3
ΔIк
2
1
0
1
2
3
4
5 Uкэ0
6
7
8
9 Еп
Uкэ,В
ΔUкэ
Iб, мкА
50
40
ΔIб
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
ΔUбэ
ΔIк0= 1,1 мА, ΔIб0 = 10 мкА, ΔUбэ = 0,014 В, ΔIб = 20 мкА, ΔUкэ= 4 В, ΔIк= 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 Uкэ0
6
7
8
9 Еп
Uкэ,В
Определим динамические коэффициенты усиления.
Iк , мА
6
5
А
4
ΔIк
3 Iк0
2
1
0
1
2
3
4
5 Uкэ0
6
7
8
9 Еп
Uкэ,В
ΔUкэ
Iб, мкА
50
40
ΔIб
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
ΔUбэ
ΔIк= 2,2 мА, ΔUкэ= 1,9 В, ΔIб = 20 мкА, ΔUбэ = 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.
“Электронные приборы учебник для вузов” Дулин В.Н., Аваев Н.А., Демин В.П. под ред. Шишкина Г.Г. ; Энергоатомиздат, 1989 г..
Батушев В.А. “ Электронные приборы учебник для вузов”; М. Высш.шк., 1980г.
Батушев В.А. “ Электронные приборы учебник для вузов”; М. Высш.шк., 1969г.
Справочник “ Полупроводниковые приборы транзисторы”; М. Энергоатомиздат, 1985г..
Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам; М. Энергия, 1976г..
Справочник “ Транзисторы для аппаратуры широкого применения ”; М. Радио и связь, 1981г..