Изъюрова Г.И. Расчёт электронных схем. Примеры и задачи (1987), страница 9

КОМбИНИруя даа ПОСЛЕДНИХ выражения, получаем )!216 1« 1' «б. '2116 Применяя первый закон Кирхгофа для узла Б, получаем з 16 + 1« + )22161« '2226 ~бз 0 Рис 2.26 )2216 б (1 + «2216) «збз + й226 Убэ. "пб Следовательно, й 1' бз 16 зпб~«226 + !1 )!об) ! + )!216) Это выражение является точным.

Так как йпб (< 1 и )!226)э!16 сс 1+ й„б, то выражение приводится к виду )!11« )1116/!1 + )!216). 2Л5. Определить, являются ли совместимыми типовые значения параметров некоторого траюистора, включенного по схеме ОБ: йпб = 30 Ом; й!26 —— 4. 10 э; )2216 = -0,97; «2226 = = 1- 10 6 См. Параметры заданы для рабочей точки: 1Укб = = — 5 В; 1э = 1 мА. Решение Необходимость предварительной проверки совместимости всех четырех Й-параметров вызвана тем, что они характеризуют один и тот же транзистор и поэтому между ними существуют вполне определенные соотношения.

В справочниках же даются усредненные значения параметров, которые могут этим соотношениям не удовлетворять. Иначе говоря, приняв для расчета приводимые в справочнгжах типовые значения параметров, можно получить абсурдные результаты. Проверку совместимости параметров транзистора производят, вычисляя с помощью этих параметров значения сопротивлений Т-образной схемы замещения. В качестве критерия совместимости принимают положение о том, что все три сопротивления Т-образной схемы замещения с одним зависимым генератором должны быть положительны. Найдем собственные параметры транзистора по формулам и = — йпб — — 0,97; йпб 4'10 б Уб — = 6 =4000 ОМ' й 1-10 1 + ~нб Гб = "Иб "Пб / ~пб гбП 4 30 4000 П 097г "жб = — 90 Ом; 1 1 1 Гк Гб гж — = 1 МОм.

й„, й,ж Поскольку значение параметра >; получилось отрицательным, приведенные в условии задачи значения параметров являются несовместимыми. Отрицательное значение сопротивления г, обусловлено слишком большим значением гб, а последнее — большим значением параметра Ь,м. При несовместимости параметров в качестве исходных данных при расчете принимают три каких-либо Й-параметра из четырех, имекяцихся в справочнике, а четвертый определяют с учетом выбранных значений трех остальных, задавшись дополнительно значением одного из сопротивлений схемы замещения транзистора. Например, в рассматриваемом случае принимаем Ацб— - 30 Ом; 1бнб— - — 0,97; йзж = 1 мкСм и полагаем, что значение сопротивления эмнттера г, в схеме замещения транзистора при Пк = — 5 В и 1э = 1 мА составляет 26 Ом.

Полагая г,=2б Ом и бб=~йтя(, находим гб по формуле йи,-г, 30-гб г= " ' = =133О. 1+~йм ! 1 — 097 ТепеРь нахоДим паРаметР Ьпб. йпб=гб1гж=133 1О =0,133.10 з. 2.16. По входным характеристикам транзистора в схеме ОБ (рис. 2.4, а) в рабочей точке с напряжением эмиттер — база 17эв 0,62 В и напряжением коллектор — база Укв= — 5 В определить параметры йпа и йа~. Оивеан а,и —— 15 Ом, й,~ = 1,4 10 '. 2.17.

По выходным характеристикам транзистора в схеме ОЭ (рис. 2.13, б) в рабочей точке с напряжением коллектор— эмиттер Пкэ= — 8 В и током базы (в =400 мкА определить параметры йзь и Ьзэг Отвеин лз„= 17, Ьзн — — 2 10 ч См. 2.18. По выходным характеристикам транзистора в схеме ОБ (рис 2.4, 6) в рабочей точке с напряжением коллектор — база (7 = -б В и током эмиттера (э = 3 мА определить параметры йие* йзж.

Ответ: )гзи —— -0,9е, Ьзж — — 40 мкСм. Аналитический расчет Рабенека Реяавиа 2.1р. цепи, изображагной на рис. 2.17,а Ек = -10 В )( = =2 к м, 11,=1 кОм. Определить входное сопротивление цепи, если коэффициент передачи тока базы транзистора )) = 50. Решение Входное сопротнвленае Я = ()е)1,.

Так ках ввиду малости можно пренебречь падением напряжения на змиттерном переходе, то Уз ж — 1,К„а 1, = — 1е(Р+ 1). Следовательно, Я,„= = (е (( + 1) )(,/Уз — — 1 (50+ 1) = 51 кОм. Это примерное значение входного сопротивления получено бю учета сопротивления эмиттера г, и сопротивления базы ге. Если учесть зти сопротивления, то формула для входного сопротивления будет иметь вид К,„=(г,+К,)9+ 1)+го На практике г,(<К, и ге ж К, 0) + 1), поэтому приближенно можно считать, что )(вх = )(з Ф + Ц Здесь не бьшо учтено также влияние сопротивления гэ. Схема замещэязия, учитывающая это влияние, показана на рис.

2.17,6. Предположим, что гэ = оз и генератор тока ))16 отсутствует. Тогда ток коллектора 1„равен нулю и входной ток базы 16 определяется только гб и К,. В таком случае й,„= г, + + В,. Теперь лопустим, что сопротивление Ф"„бесконечно, но имеется генератор тока фб. Следовательно, источник 1»6 вызыВаЕт тОК 1„а ИСТОЧНИК ()16 будЕт ВЫЗЫВатЬ тОК КОЛЛЕКтОра 1» = = фб. Зтн ТОКИ ВЫЗЫВаЮт На СОПРОТИВЛЕНИИ Яэ ПаДЕНИЕ НаПРЯ- женив В,(16+ ()16). Из анализа схемы слелует, что х'6 1»»((э+ Ц16 16 гб Решив это уравнение относительно 1б, получим ~б гб+ й,(Р+ () Тогда входное сопротивление Нэх = (16/16 =Ге + 11»Ф+ 1).

Будем считать, что сопротивление Гэ„конечно. При уменьшении ~„" все большая часть тока 816 будет проходить через это сопропвление, вместо того чтобы идти к коллекторньвхб выводам и ссодавать ток коллектора. Следовательно, падение напряжения на резисторе Я, будет меньше и входное сопротивление будет уменьшаться. Проанализируем зто явление, заменив в схеме на рнс. 2.17,6 генератор тока генератором напряжения. Используя метод эквивалентного генератора, получим схему, показанную на рис. 2.18. Для контуров можно записать." иб=(;+к,)1,+ДА; О=(К,— Рэб)1 +(Л,+ б„+Л„)1,. Решим эти уравнения относительно 16 х'6 ~» О хх, +Г„*+ Кк 16 ! гб + ~э 1~» ʄ— дг~ К, + гэ + эх„ ~б (~5 + Эк + ~н) (гб + 11.) (я, + эТ + К.) — Я(К, — К) Преобразуем знаменатель дроби: Гб(~э+бк+ к)+йэ+ хэкк+Р»К йб+1~»ххкы яли гб ()сэ + гк + )г ) + дэ (гк (() + 1) + )сн)- Если числитель и знаменатель уравнения для 1в разделить аа К,+4+В„, то можно переписать это уравнение в виде (е = 17в/и,„, где Н,„— выхолное сопротивление.

Следовательно, зходное сопротивление К. (г:(В+ 1)+Лл В,+я(+к„ Разделив числитель и знаменатель на ~я", получим й»И()+ 1)+ В.Х3 1 + (Я, + К ) /Р Получено точное выражение для входного сопротивления Из зтого выражения можно выяснить роль сопротивления г'"„. Если [)(,+ й„)/ф к), то К„/гч.к1 и тогда уравнение принимает эид йвх гб + йэ(() + 0 яэ %'дгг ИВ» я Ег Рис. а1у р .г.и ЯЗ~Дана схема, изображенная на рис. 2.19. Известно, что гранзистор работает в активном режиме.

Предполагая, что сопротивление резистора К, достаточно велико по сравнению с сопротивлением эмиттерного перехода и 'что сопротивление коллекгорного перехода г„)> К„, найти коэффициент усиления по напряжению Кш Решение Выходное напряжение 1)вых 1кйв. Пренебрегая падением напряжения на эмнттерном переходе, можно написать 1, = О.„~)1,. Пренебрегая обратным током коллектора 1кве, найдем ток коллектора: 1„= — пу Следовательно, () „= стайн = и(/.Мн/Е Коэффициент усиления по напряжению Кйнн(/ /1/ =пйн/Е Я.2ф В схеме на рис.

220 Е, = 5 кОм, Ен эн 10 кОм, Е,= = 1О В, Е„= 30 В. Определить напряжение коллектор — база (/кь. Решение Значения коэффициента передачи тока эмигтера а и обратного тока коллектора не приведены, чтобы читатель привык йз Гз /н /н йэнс к21 делать самостоятельно допустимые приближения. Если температура, при которой работает транзистор, невелика, то можно считать, что 1квбм0.

Коэффициент пеРедачи тока эмиттеРа х принимаем равным единице. Тогда, пренебрегая падением напряжения на эмнттерном переходе, можно записать 1э = = Е,/Е, = 10/(5 10') = 2 мА, а ток коллектора ! к нн Иэ - /э нн = 2 мА. Следовательно, э'ББ Ен 1кээн 30 2 ' 10 10 В. 2.22. В схеме на рис 2.21 Е, 2 В, Е,=2 кОм, Ебнн = 15 кОм, Ее =3 В, Ен=4 кОм, Е,=1б В.

Траюистор имеет параметры: а=0,98; Хквб= 10 мкА. Определить ток коллектора. Решение Используя второй захон Кирхгофа для входной цепи (эмиттер — база) и пренебрегая падением напряжения (/Бэ на змиттерном переходе, запишем Еэ + Еб 1зйэ + 1вээь. Ток базы 1Б 1э(1 и) /квб следовательно, 6 = Э~ + ьХЭ (1 — Я) 16663 йб откуда '+ Еквоиб 2+ 3+001 15 Еэ =— — — = 2,4 мА. й»+йб(1 — и) 2+ 15(1 09я) = Найдем ток коллектора: 1к = аХЭ+1ква = 098'24.

10-6+ 10 10-6 св 23б мА. СЪ 2.23. ана схема, изображенная на рис. 222. Доказать, что ток коллектора в этой схеме может быть вычислен по слсдубощей приближенной формуле: (Е» + КБОЕ~О) Хк (3 (Е~б + (3») Решение Здесь Ек = РХБ+ Екьо()3+ 1)*' ЕХкэ = Еяиб' ЕХкэ = Š— (16 + 1к) и». Из двух последних выражений получим ЕБХ~О Е» (16 + Ек)~ откуда Е» ЕБ ~6+ Е~» Полставив это уравнение в выражение для 1к, получим ~» ЕкХ~» Ек Р + ЕКБОФ+ 1), ~б + Е~» откуда РЕ.

+ Екбо()3+ 1)ФО+Ю Лб+ К„()3+ 1) Учитывая, что )3» 1 и )3+ 1 а )3, получаем б»+ 1'кбайт»+ йб) 1 ~6+ нМ» Так как обычно Кб » Я„, то »»»+ Екво' б Х б+ ()Х~» Риа 2.22 ( 2~~..В схеме, изображенной на рис. 2.23, используется транзистор с коэффициентом передачи тока базы р=50 и обратным током коллекторного перехода 1кве- — 10 мкА. Известно, что Ее=10 кОм, Е,=1 В, К«=5 кОм, Е„=20 В. Определить напряжение коллектор — эмиттер при разомкнутом и замкнутом ключе, считая, что коэффициент б неизменен.

Решение При разомкнутом ключе ток базы 1в 0 и в идеальном транзйсгоре ток коллектора /к — — )У в + /квс ф + 1) = =10 !0 е.51=051 мА; 17кэ=Е« — 1кй«=20 — 051'5= = 17,5 В. Пренебрегая падением напрюкения на эмиттерном переходе, находим ток базы при замкнутом ключе: /х Е,/Еб — — 1/11О 10 ) = 100 А. Если считать, что сохраняется активный режим, то ток коллектора Ек — — ))/в+1квсф+ 1) = 50.10 4+ 51 10 з = 5,51 мА и напряжение коллектор — эмиттер Пкэ =Е« — /кй« = 20 — 5,51 !О з 5 10з = — 7,5 В. Этот результат означает, что транзистор работает в режиме насыщения, так как на эмиттерном и на коллекторном переходах существуют прхмь«е напряжения. Но в режиме насьпцения ток коллектора не может быль больше значения 1к „м Е„/К„=4 мА.