SAEU (1088565), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Рис. 0.1.1

Часто используется также зависимость от частоты абсолютной величины (модуля) Y-параметра. В системе Micro-Cap для модуля, действительной и мнимой частей комплексных величин используются следующие обозначения: Mag(z) – модуль z. При построении графиков можно просто указать: Re(z) – действительная часть z; Im(z) – мнимая часть z Таким образом, для построения графика зависимости модуля крутизны транзистора от частоты в графе Y Expression следует указать:

MAG (IC(VT1)/VBE(VT1)) .

Наглядное представление даёт его годограф – геометрическое место точек комплексной плоскости, соответствующих значениям Y-параметра на различных частотах. Для построения годографа по горизонтальной оси графика следует отложить значение вещественной части Y-параметра, а вертикальной оси – мнимой части. Например, для построения годографа крутизны транзистора (параметра Y₂₁) в графе X Expression следует указать

Re (IC(VT1)/VBE(VT1)),

а в графе Y Expression :

Im IС(VT1)/VBE(VT1)).

Поскольку мнимые части входной и выходной проводимостей транзистора, включённого по схеме с ОЭ, положительны, то реактивные составляющие этих проводимостей имеют емкостной характер. Значения этих эквивалентных ёмкостей определяются формулами

и зависят от частоты сигнала. Для расчёта частотной зависимости входной эквивалентной ёмкости C₁₁ транзистора, включённого по схеме с ОЭ, в графе Y Expression следует указать:

Im(IB(VT1)/VBE(VT1))/(2*pi*F),

а для расчёта частотной зависимости выходной эквивалентной ёмкости C₂₂ – записать: Im(IC(VT1)/VCE(VT1))/(2*pi*F).

В схеме рис.0.1.2 для измерения параметров Y₁₂ и Y₂₂ режим короткого замыкания производится на входных зажимах схемы с помощью конденсатора С₁ емкостью 50 мкФ, а возбуждение со стороны выходных зажимов- между коллектором и общим проводом. Источником входного сигнала является генератор переменного тока подключаемый к коллектору транзистора через конденсатор достаточно большой емкости С₂ равной 100 мкФ. Диапазон частот, при котором исследуются дифференциальные параметры транзистора, выберите равным: 10-кГц-100 МГц. Этот диапазон приемлем для всех типов транзисторов табл.01.

В соответствии с вариантом задания для каждой бригады проведите исследование малосигнальных дифференциальных параметров биполярного транзистора, тип которого указан в таблице 01.Напряжение смещения и стационарное напряжение коллектор-эмиттер принимаются равными: U₁₀=0,65 В, U₂₀=10 В. Исследование дифференциальных параметров проводится с помощью опытов короткого замыкания на входе и выходе схемы, приведенной на рис. 0.1.1 и 0.1.2. Эти схемы по своей структуре очень похожи на схемы с опытами короткого замыкания в лабораторных работах №1-4, в которых емкости для короткого замыкания составляли величину 50 мкФ.

Рис. 0.1.2

Таблица 01

Содержание отчета

В отчет должны входить записи составляющих комплексных Y-параметров исследуемого биполярного транзистора в стационарной точке включенного по схеме с общим эмиттером, с выделением низкочастотных g₁₁, S₀, r_Б, g₂₂ и высокочастотных τ , С_КБ^/ параметров. Необходимо также привести графики зависимости от частоты модулей входной проводимости Y₁₁ и комплексной крутизны Y_21. Используя график модуля комплексной крутизны транзистора, укажите способ определения постоянной входной цепи биполярного транзистора и частотно независимой составляющей комплексной крутизны транзистора в рабочей точке.

Лабораторная работа №02

Измерение статических характеристик

и низкочастотных параметров транзисторов

Цель работы: Освоение методики моделирования электронных схем при расчете передаточных функций по постоянному току. Изучение статических характеристик и низкочастотных дифференциальных параметров биполярных и полевых транзисторов. Измерение статических характеристик производится для маломощного биполярного транзистора, включённого по схеме с общим эмиттером, в режиме анализа по постоянному току (Analysis>DC). Измерения проводятся при стандартной температуре +27 и в интервале температур. Схема для измерения выходных статических характеристик представлена на рис. 0.2.1

1.Измерение входной характеристики

Выполнив команду Analysis>DC, перейдите к построению статических характеристик транзистора. Для построения графика входной характеристики (зависимости I_Б(U_БЭ) тока базы от напряжения между базой и эмиттером) необходимо варьировать величину тока базы, задаваемого источником IB Для этого в верхней части окна DC Analysis Limits (рис.0.2.2), в котором задаются параметры моделирования, укажите: в строке Variable 1 – имя (Name) варьируемого источника и пределы изменения (Range) тока (в соответствии с принятым в системе Micro-Cap правилом Указанные правила в сокращенном изложении приведены также в первом разделе настоящего пособия.

Рис.0.2.1

Рис.0.2.2

Учтите, что заданное таким образом максимальное значение тока источника не обязательно должно совпадать со значением, указанным в атрибутах источника при составлении схемы. В нижней части окна указываются имена переменных, откладываемых по горизонтальной (X Expression) и вертикальной (Y Expression) осям графика. Для графика входной характеристики это соответственно напряжение между базой и эмиттером V(BE)и ток базы Ib транзистора VT1. Для автоматического масштабирования графика по осям координат включите опцию Auto Scale Ranges. Нажатием на кнопку Ran выполните моделирование и проанализируйте полученную характеристику.

При малых значениях напряжения U_БЭ ток базы близок к нулю (транзистор закрыт), поэтому для удобства дальнейшего анализа целесообразно перестроить входную характеристику так, чтобы исключить её начальный участок. Для этого нажатием на кнопку Cursor Mode или клавишу F8 включите электронный маркер и по графику определите значение напряжения U_БЭ, при котором начинается заметный рост тока базы. После этого, нажав на кнопку Limits («Пределы») , опять перейдите в окно задания параметров моделирования и в поле X Range («Диапазон по оси X») измените левую границу графика в соответствии с измеренным значением, округлённым с точностью до 0,1 В. Затем отключите режим автоматического масштабирования и снова постройте график характеристики. При необходимости аналогичным образом измените и правую границу графика. Для оценки влияния температуры на параметры транзистора проведите расчёт входной характеристики в интервале температур от -60 до +20. Для этого в окне задания параметров в группе полей, объединённых заголовком Temperature, установите линейный (Linear) метод изменения температуры и задайте её максимальное значение, минимальное и шаг изменения. Затем, нажав на кнопку Run, получите семейство графиков. При этом в заголовке графиков будет указан интервал температур, для которого проводилось моделирование. По результатам моделирования сделайте вывод о характере влияния температуры на ток базы транзистора.

2.Измерение проходной характеристики и определение

крутизны транзистора

По методике, аналогичной описанной в п.1, выполните расчёт и построение проходной характеристики транзистора – зависимости I_К(U_БЭ) тока коллектора от напряжения между базой и эмиттером. Затем задайтесь величиной тока коллектора в рабочей точке (в интервале I_К = 1-5 мА) и в режиме измерений определите управляющее напряжение U_БЭ, при котором обеспечивается этот ток. В выбранной рабочей точке определите значение крутизны

Для этого на графике проходной характеристики поместите два электронных маркера симметрично относительно рабочей точки как можно ближе к ней – один слева, а другой справа (рис.0.2.3). При этом в нижней части графика будут указаны значения кординаты маркеров (под заголовком Left – для левого маркера и Right – для правого); отношения разностей координат (под заголовком Slope – «Наклон»). Таким образом, на графике проходной характеристики под заголовком Slope будет указано приближённое значение крутизны транзистора. Выразите измеренное значение крутизны в миллисименсах (мСм). Выполните расчёт и построение графика зависимости крутизны от управляющего напряжения. Для этого в окне задания параметров в качестве величины, откладываемой по вертикальной оси графика, (Y Expression) укажите отношение приращения тока I_К к приращению напряжения U_БЭ: del(IC(VT1))/del(VBE(VT1)). Выполните расчёт и построение графика зависимости крутизны от управляющего напряжения.

Для этого на графике проходной характеристики поместите два электронных маркера симметрично относительно рабочей точки как можно ближе к ней – один слева, а другой справа (рис.0.2.3). Для этого в окне задания параметров в качестве величины, откладываемой по вертикальной оси графика, (Y Expression) укажите отношение приращения тока I_К к приращению напряжения U_БЭ: del(IC(VT1))/del(VBE(VT1)). Выполните расчёт и построение графика зависимости крутизны от управляющего напряжения. Для этого в окне задания параметров в качестве величины, откладываемой по вертикальной оси графика, (Y Expression) укажите отношение приращения тока I_К к приращению напряжения U_БЭ: del(IC(VT1))/del(VBE(VT1)). На полученном графике определите крутизну в рабочей точке и сравните с измеренным ранее значением Проведите измерение зависимости I_К(I_Б) тока коллектора тока базы. Пределы изменения тока базы, как и ранее, задайте от 0 до 100 мкА. в режиме измерений для нескольких значений тока коллектора I_к определите величину статического коэффициента усиления тока в схеме с общим эмиттером B=I_К/I_Б. Постройте график в режиме измерений для нескольких значений тока коллектора I_к определите величину статического коэффициента усиления тока в схеме с общим эмиттером B=I_К/I_Б. Постройте график зависимости B(I_К) для значений тока коллектора до 30 мА.. Для этого в поле Range графы Variable 1 укажите пределы изме-

нения тока базы, исключив нулевое значение: 200u- 1u. В графе X Expression укажите имя варьируемой переменной IC(VT1), а в графе Y Expression – отношение токов. IC(VT1)/IB(VT1).

Рис.0.2.3

Характеристики

Список файлов книги