Изъюров Г.И. - Расчет электронных схем, страница 10

Дана схема, изображенная на рис. 2.19. Известно, что транзистор работает в активном режиме. Предполагая, что сопротивление резистора й, достаточно велико по сравнению с сопротивлением эмиттерного перехода и что сопротивление коллекторного перехода г„ >)й„,найти коэффициент усиления по напряжению Кн. Решение Выходное напряжение и.„„= - 1„йв. Пренебреэ ая падением напряжения на эмиттерном переходе, можно написать ~вк/йэ Пренебрегая обратным током коллектора 1„6, найдем ток.

коллелтора: 1 = — п/. к э 59 Следовательно, б = пХэй„= з(3,„Е„/Е„ Коэффициент усиления по напряжению Кб !' г(Х 2.2!. В схеме на рис. 2.20 Е, = 5 кОм, ХХ„= 10 кОм, Е, = = 10 В, Е„= 30 В. Определить напряжение коллектор — база (ХКБ. Решение Значения коэффициента перелачи тока эмиттера и и обратного тока коллектора не приведены, чтобы читатель привык ~бб Хб Хн !б 1 Х б б Хо!с. КЗО делать самостоятельно допустимые приближения. Если температура, при которой работает транзистор, невелика, то можно счнтатгб что 1кьонеО. Коэффициент передачи тока эмнттера и принимаем равным елинице.

Тогда, пренебрегая падением напряжения на эмнттерном переходе, можно записать Хэ = = Е,ХЕ, = 1ОХ(5 10') = 2 мА, а ток коллектора Хк ы оХэ — Хэ —— =2 мА. Следовательно, (Хкь =Е. — ХкЯн = 30 — - 10= 10 В. 2.22. В схеме на рис. 221 Ен=2 В, 11, 2 БОм, Нб= = 15 кОм, Еб= 3 В, Е„=4 кОм, Е„= 16 В. Транзистор имеет параметры: о=0,98; 1кьо — — 10 мкА.

Определить ток коллектора. Решение 1!спользуя второй закон Кнрхгофа для входной цепи (эмнттер — база) и пренебрегая падением аапряжения ХХьэ на змиттерном переходе„запишем Ен + Еб = Хэйн + Хь!!Б. Ток базы Хь = Хэ (! и) Хкьо! следовательно, Е, + Ео = 1зй, + (Хэ (1 — о! — Хкто! !!н откуда Е + Еб+Хкьо)(о 2+ 3+0,01 15 Н, + Вб(1 — з) 2+ 15(1 — 0,98) Найдем ток коллектора: 1к= а)э+Хкьо=0*98'24'10 '+ !О 10 б = 2,3б мА. 2.23. Дана схема, изображенная на рис. 222. Доказать, что ток коллектора в этой схеме может быть вычислен по следующей приближенной формуле: Х„ж (3 (Ен + 1кьойб? (Яб+ рХ!н) Решение Здесь Хк — и!Б + ХББо(Р + 1)! ! Кэ = Хь~б ! Кз Ен (1Б + Хк).!!н' Из двух последних выражений получим Хьйб = Е.

— (Хо+ Хк) Ен. Е, — 1кй Хь= !!б+ Ен Подставив это уравнение в выражение для Хк, получим Ен — Хай„ Хк = р — — +Хкто(р+ !) Яб+ Е„ откуда (3Ен+ ХКБОФ+ 1)(йб+ Ен) Яб+ ХХ„((3+ 1) Учитывая, что р» 1 н ?3+ 1 (3, получаем Ен+ Хкьо(Е + ~б) Яб+ ?3йн Так как обычно Яб » Вм то Е. + ХкьоЯБ Хк '(3 ~б+ Р~н 61 2.24.

В схеме, изображенной на рис. 2.23, используетск транзистор с коэффициентом передачи тока базы (3=50 и обратным током коллекторного перехода 1кве- — Ю мкА. Известно, что КБ —— 10 кОм, Е, =1 В, Яннн 5 кОм, Е,=20 В. Определить' напряжение коллектор-эмиттер при разомкнутом и замкнутом ключе, считая, что коэффициент (1 неизменен. Решение Прн разомкнутом ключе ток базы 16 =О и в идеальном тРанзистоРе ток коллектоРа 1к = 026 +1кхн()3+ 1) = = !О.

Ю '. 51 = 0,51 мА; (7кэ = ń— !БАЙ„= 20 — 0,51 5 = =17,5 В. Пренебрегая падением напряжения на эмиттерном переходе, нахолим ток базы при замкнутом ключе: 16 Еэ/Е6 = 1/(1О 106) =100 мкА. Если считать, что сохраняется активный режим, то ток коллектоРа 1к =(Ух+!иве(В+ 1) =50 Ю н+ 51 10 6 = 5,51 мА и напряжение коллектор-змиттер (э'кэ = Ен 1кЯн =20 — 5,51 ° 10-6 5.10з 75 В Этот результат означает, что транзисгор работает в режиме насьпцения, так как на эмнттерном и на коллекторном переходах существуют прямые напряжения. Но в режшэ1е насьпцення ток коллектора не может быль больше значения 1к„,„ж Е„(Рн эн4 мА.

При этом напряжение коллектор -эмиттер Укэж О. Таким образом, при замкнутом ключе (/кэге О. 2.25. Транзистор попользуется в схеме, показанной на рис. 224. Данные схемы: Е„= — 28 В, 06=15 кОм, К,=1 кОм, Кн = 2 кОм. Определить, при каком минимальном входном напряжении транзистор будет работать в режиме насьпцегшя. Принять, что на границе режима насыщения (3 =9. 62 Решение В режиме насыщения напряжения Укэ ге О. Входное напряжение !э~э 16~6 Напркжение кодлекторнаго источника питания Ен = )эй — !кйн Ток змиттера )э 16(й+ 1). Ток коллектора )к р16 Следовательно, входное напркжение ~'э г)Б((3+ 1)~э+1БЕ65 16г эФ+ 1)+~61 Если напряжение источника питания Е» 16()) + 1)эээ+ 1БРээ )БГЕэ(Р+ Ц+ !эээнз то ток базы — Е„ 28 16 з з Е,(()+ Ц+ ОЯ„106(9+ 1)+9 2.

Ю' Таким образом, окончательно полупьч (г,„= — 1)1(9+ !)+ + 15~ = -25 В. Риа 2.25 Р,. 2.26 2.26. В схемс на рис. 2.25 используется транзистор с коэффициентом передачи тока эмиттера и = 0,99 и обратным током коллектора !кхн= 10 мкА. Данные схемы. "К, = -3 кОм, К, = 2 кОм, Ен = 20 В. Определить, при каком минимальном значении входного напряжения транзистор будет работать в режиме насыщения. Решение Решение Здесь Перепишем соотношеиш (!), (5) и (3) в виде, удобном для решения с помощью определителей: (1а) (5а) (За) 1„„ = 1, — 16 + О, О = 1т ь 01а -1н, Ек = Ц11+ О+ Ен!н откуда 1 — 1 — 1н 1 (3 0 Е О Е, откуда РЕ„+ р!,ндг+ Е„ (3Е, + Кг + Ен 1 — 1 0 1 (3 — ! 1 0 Ен Е„ф+ 1)+ (31,„К! Я~ + Вн((3+ 1) Заметим, что если Я„ф + 1)/К г» 1 и В» 1, то К, = К -/Ян, т.

е. не зависит от свойств транзистора. Причиной этого является отрипательная обратная связь, осуществляемая резистором Я . 2.29. Транзистор, используемый в схеме усилителя ОЭ, имеет слелующие параметры: йп,= 1,4 кОм, йп,=45, й„= = 4,3. 10 4, йьь = 18 мкСм. Сопротивление резистора нагрузки да=16 кОм, внутреннее сопротивление источника сигнала 3 Заказ Гь 531 65 Транзистор будет работать в режиме насьпцення. если напряжение коллектор-база Гк„= О. Напряжение (/кк = — Е„+ !кй„.

Приравняв это напряжение нулю, найдем коллекторный ток: 1к = Ек/да =20/(2 10 ) =10 мА. Из уравнения 1„= и!э+1к„е найдем„что !э =(1к !яке)/и =(10. 10-з 10, 10-а)/099 = 10 мА. Пренебрегая падением напряжения на эмнттерном переходе, найдем искомое напряжение: 1/,„ак ! Е,= 1О. 10 з 3 10з = 30 В. 2.27, В схеме на рис.

2.26 (На = 50 кОм, Я„= 10 кОм, Е„= =24 В) используется транзистор с коэффициентом передачи тока базы (3 = 19. Определить напряжение коллектор — эмнттер. Решение Пренебрегая током 1„ве, имеем Пкэ= Е« — !ЗЕ.=Е.— 1гф+ ПЕ.=Ек — (/кэФ+ И« .!1гн Е„ 24 — -- — — = 4,8 В.

1+(Ен/Ее)Ф+ П / 0.10'~ "~50 10 /". 2.28. Транзистор, работающий в активном режиме, используется в схеме на рис 2.27. Найти коэффициент усиления по тоу К,=А!./А! . 1а =1„+ 1, 1н нн 11+1н, Е„= !гдг+ !ндн, 1н = (3!е. Подсзввив (4) в (2), получим 1н =1!+ ~3!а- к(1н В/н РЕГ Р 41,к Л1„„К!+Ен(В+ 1) 1+асаф+ 1)/Е! (1) Р) (3) (4) К, = 300 Ом. Определить входное сопротивление 77,2, выходное сопропшленне й„,„, коэффициеггты усиления по току Кг, по на- пряжею!ю Кс и мощности Кр.

Решение (1) (2) (3) Умножив левую н правую части уравнения (П на йпн а левую и правую части уравнения (2) на Ьц, получим Схема замещения усилителя на транзисторе для малых си!.- нжюв изображена на рис 2.28,а. Примем 1ь = 1,, )я = 1,. Из рисунка следует, что для входной н выходной цепей справедливы следуюшие уравнения: ( ! )!!ь)!+)г!27('2 12 =)г,ь1, + 622.,(72,. 1'2 )г~н Подставив (7) в (6), получим Ьг П! 11 (!5)г + й ! !Н„) Я !Яя)(Ы!Я + Ь ).

Следовательно, 17 )ьнВ„ К! —— П, 81,2+ 25)гй„ 45 16 В)з 102 + (1 4 10з 18 10 — 4 4 3 10 — 4'45) 16 101 485. Для определения коэффициента усиления по току К! подставим (3) в (2); тогда )2 = 1121,)! - Ьг„К„1„ (8) нлн 12(1+)1,„)(,,) =)121,1„ (9) откуда (4) (5) )!21,(7! =)!21.81!71!+11!г,"21 (72~ )11Ь12 1!!!А)22!э~1 + 6!о)Ьп(72. (7) (13! (14) 4 и„, "р откуда д) Ур 7гпз 67 Вычитая (4) из (5), получаем 1!1!з(2 )!гь('1 ()!11э)!ггпу )!!2!)!2и)(~2 где Ь11,)!гн — й „,)!2„2))! — детерминант матрицы.

Из (3) следует, по 17 1' 2Рн К . — — — -- — - = 34,9. (10) 12 45 1! 1+ й г Я 1+ 18 10-4 16 102 Выхолное сопротивление определим гп схемы на рис. 228,6. В этой схеме )7, — внутреннее сопротивление источника си! нала. Из анализа схемы следует, по (Э! =(Р, +йц,)1!+)г!2„()2; 1 = Ьг„(! + йг „172. Умножив (11) на Аг„и (12) на (К, + йн,), получим )гнг(7! = 1!ги(В, + )гп.,)11+ )го)!п,Чг,' (К +йн)) =Бг (К +Й! )1!+)ь (И +7!ц)1!2 Вычнгая (13) из (14), получаем (2(К, + Ан,) — )!2„(71= ~822,(Я, + йп,) — Ь1,1!2„] Ьг, иг Л, + Вп, 12 йг (В,+ йп,) — )!!2,6 „ Н„+ Ьн, 1,4.

10' + 300 й К„+!)й 18 10 4 ЗОО+58 10 4 При учете сопротивления резистора нагрузки эффективное выходное сопротивление 152.10з 16 107 )7 +Я 152.10з+16. В)з Определим сопротивление К„,. Подставив (3) в (!), поду тм (15) Иэ (9) найдем 1. =- Ь-...1,/(! + <Ьс,К»). Г)о <с1авпв это >равнение в (!5), подучим Ь. „1»„,К» 1+ Ь„,К» Слелоьателыю <-<1 1'зь)»о,К» ! ' ! .! Ьзнй» 45-4,3 !О !6. <Π— 1,4- !Π— - — — — — — .-- .— — 1160 Ом.

1+ !8 )О 'в !6. <Оз Козффиписвэ усиления мощности Кр — — <К,Ки) = 482.34,9 = !6822. 2.30. В усилительном каскаде по схеме ОЭ используется транзистор, имеющий следующие значения Ь-параметров: Ьн,— — 800 Ом, Ьзн =47, Ььь — — 5 10 4, Ькь = 80 мкСМ. Найти выходное напряжение и выходное сопротивление этого каскада, если ЭДС источника входного напряжения Е„„= 1О МВ, внутреннее сопротивление источника входного напряжения К, = = ЯВ Ом и сопротивление резищора нагрузки в коллекторной цепи К„=5 кОМ. Отвчяп: ()„»4 = 1,38 В; К,„= 16.2)) К» = 3,8 кОМ.

2.31. В усилительном каскаде по схеме ОЭ используется тра<с<нигер, имеюгцнй следующие значения Ь-параметров: ЬИ„=800 Ом, Ь„,=-5 10 4, Ьи,=48, 1Ь»,=80 мкСМ. Най»и выходную мощпостзч если ЭДС источника си»нала Е„, = !00 МВ, ввуэрсннсс сопротивление источника сигнала К, = 500 Ом, сопротивление рщн»дора нщрузки в коллскторпой пепи К»»» 8 кОМ. О»пает: 2,1 МВэ.. 2.32. Транзистор, включенный по схеме ОБ, имеет следующие значения Ь-параметров: Ь„;=18 Ом, Ь„в = 8.10 ', Ьз„., = — 0,98, 1ьзв= 1,6 10 " См. Определить коэффициент усиления каскада по мощности, если сопротивление реэисэора нагрузки в коллекгорлой цепи К» = 15 кОМ.

<7»лввт: 216. 2.33. Транзистор имеет следующие значения Ь-параметров: Ьнв=20 Ом, Ьп»=1,65 10 4, Ьив= — 0,99, Ь,»=0,85 мкСМ, Опрелелить входное сопротивление К,„, выхолное сопротивление К, „, коэффициенты усиления по току Кг, по напряжению Ки и по мощносэи Кр этого транзистора, включешюго в схем> ОК, если внутреннее сопротивлеюге источника сигнала К, = 30 кОМ, сопротивление резистора нагрузки К„= 1 кОМ.