Контрольная работа № 2

по дисциплине: “ Элементная база радиоэлектронной аппаратуры “.

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 Е_п ………………………….. 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 ѓ = 1,6 МГц, U_кб= 5 В, I_Э= 1 мА не более 3 дБ
Коэффициент передачи тока в режиме малого сигнала при U_кб= 5 В, I_Э= 1 мА, ѓ = 50 – 1000 Гц 60 – 180
Модуль коэффициента передачи тока H_21э при U_кб= 5 В, I_Э= 5 мА, ѓ = 20 МГц не менее 8
Постоянная времени цепи обратной связи при U_кб= 5 В, I_Э= 5 мА, ѓ = 5 МГц не более 300 пс
Входное сопротивление в схеме с общей базой         при U_кб= 5 В, I_Э= 1 мА 38 Ом
Выходная проводимость в схеме с общей базой        при U_кб= 5 В, I_Э= 1 мА, ѓ = 50 – 1000 Гц не более 3 мкСм
Ёмкость коллектора при U_кб= 5 В, ѓ = 5 МГц не более 4 пФ
Предельные эксплуатационные данные.
Постоянное напряжение коллектор- эмиттер: при R_бэ= 10 кОм 10В при R_бэ= 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:
P_К.макс= ( 348 – Т )/ 2
Входные характеристики.
          Для температуры Т = 293 К :

Iб, мкА
Uкэ= 0 В 200
160
Uкэ= 5 В 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 :

Iб= 90 мкА

 

Iб= 80 мкА Iк , мА
Iб= 70 мкА 9
Iб= 60 мкА 8
7
Iб= 50 мкА 6
Iб= 40 мкА 5
Iб= 30 мкА 4
3
Iб= 20 мкА 2
Iб= 10 мкА 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 I_к= 0, U_кэ= Е_п = 9 В, и при U_кэ= 0, I_к= Е_п / R_к = 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

Uкэ=4,2 В Uкэ= 0 В Iб, мкА
Uкэ= 5 В 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):
I_к0= 3 мА, U_кэ0= 4,2 В, I_б0= 30 мкА, U_бэ0= 0,28 В

Величина сопротивления R_б:

Определим H–параметры в рабочей точке.

Iб = 40 мкА Iк , мА
Iб0= 30 мкА 6
5
4					ΔIк0
3								ΔIк
2
1
0	1	2	3	4	5 Uкэ0	6	7	8	9 Еп	Uкэ,В

 ΔU_кэ

Uкэ= 4,2 В 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

ΔU_бэ
ΔI_к0= 1,1 мА, ΔI_б0 = 10 мкА, ΔU_бэ = 0,014 В, ΔI_б = 20 мкА, ΔU_кэ= 4 В, ΔI_к= 0,3 мА

H-параметры:

Определим G – параметры.
          Величины G-параметров в рабочей точке определим путём пересчёта матриц:

G-параметр:
G_11э= 1,4 мСм, G_12э= - 0,4*10 ^–6
G_21э= 0,15 , G_22э= 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
I_к0= 3 мА, U_кэ0= 4,2 В и точку с координатами:
I_к= 0, U_кэ= U_кэ0+ I_к0*R_~= 4,2 + 3*10 ^–3 * 847 = 6,7 В

Iк , мА
6
Iб0= 30 мкА 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.

Iб0= 30 мкА Iк , мА
6
5					А
4								ΔIк
3 Iк0
Iб1= 20 мкА 2
1
0	1	2	3	4	5 Uкэ0	6	7	8	9 Еп	Uкэ,В

 ΔU_кэ

Uкэ= 4,2 В 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

ΔU_бэ
ΔI_к= 2,2 мА, ΔU_кэ= 1,9 В, ΔI_б = 20 мкА, ΔU_бэ = 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.