Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000) (1095415), страница 27
Текст из файла (страница 27)
При графическом решении удобно воспользоваться методом смешеиия па. ~рузочиой прямод.' использованнмм а примере 43. Лля это~о дополиитегьн г ~роят две нагрумзчиые прямые, смешеиные отиоснтсльио иагрузочьой прямой лтя постоянной составляюшей сигнала иа амп.титулу переменной составляюшей входного иапряжеиия. В рассматриваемом случае, так как амплитуда входного серемепиого иапрямгепня равиа 2 В, зтн прямые пересекут ось иапрял;епня в !очках (7 7В н У=ЗВ.
Получеииые точки пересечеипя попых иагрузочиых прямых с ВАХ диода дадут соответствеиио максимальное и минимальное значсмня тока э пепи, а также падения напряжения иа ее элементах Гркс 4.1!,е) В рассматриваемом сз)чае почучпм: Уд „0,9 В, )а юз 40мА, (!е„иа 6,2 В~ () „, 07 В, /ы~„=!45мд, У„„~„=23 В. Из проведеиио:о графического решения видно, что прп залаиной амплитуде перемеииой составлявшей входного сигнала точка пересечения иагруэочпой прямой с ВАХ диода посгояино осгается иа практически пикейном ее участие.
Почтову искомое решение может быть легко получено аналитически с использованием кусочке-лиьейиой аппроксимапии характеристики диода В этом случае ллв переиеииой озсгавтяюшей входпо,о напряжения исходэап иелинейиая схема может быть заменена линейкой схемой зэмешеипя, показанной иа рис. 4 !7, 1хлп этой схемы имеем !ах~пес/Фа+Ге) 1Уьх, )(ГС„+гз)) 51л ыт /„, 3!п ь4 =(2К!60+7,6)! з1п чг 12,7 10-аз!п и!. Определив значение переменной составляющей тока пепи, легко рассчитать остальные ее параметры: /ах мзхб 7 х и Р?ш м-27+12,7=39,7 мА; 7, ч-уех„-?,.„=27-127-143 мд; (гд (?дд Р(?д =0,6+7,6 12.7.!О-з 09 В; ( ям!а=-(?дп-~дм=0,6-76 12,7 1~.-т 07 В; ~л ~ш=(гзг +(7~ -4,2+160 1Х? 10-з 6,1 В, (гд ! (?и и (?п 4.2 — 150 12,7 10-' 2,3 В, на'" н нм 127 Пример 4.7, 1!э входе цепи па рис.
4.11,а действует входное напряженке и„, 3+4 з!и ьм. Для пзраметрон цепи, заданных н примере 4.1, определить ток цепп, Решен не. В дашюм сл)чае ташке воспользуемся методом наложения. Решекие зэдэчп для постоянной составляю|пей сигнала заимствуем нз предыдущего прпчера: Аы !4,3мд| ()д 0,7 В; (7»„2,3В. Для |н|лучения репюнпя относительно переменкой составлякпцей входного пзкряжсния нельзя по аналогии с прслыду|цим арнмером воспользоваться одной линейной схемой замен|синя.
Так как сун|ествует временной интервал, в течение которого мгновенное значение вход|юго напряжения принимает отрнцательныс значения. ток в йепп не может 6|ыть нэйлсн бе| учета нелинейности ВАХ диода. Согласно ВАХ шиша, приведенной па рнс. 4.| (,б, длв обратной ветви имеем с|едукнцпе параметры схемы зпмешення дкпда (рнс, 4.15): г*е» 4000м: А 1 мА. Графическое ршиекие для переменной составляюжей сигнала иллюстрируется нз ркс. 4!8, п| ы|горого находим: /„„-397 мА; (»| пы — 255 мА; (Гд,» „=0,9 В; Уд |, 068' (|а нм 6 ! В; ()» ~ы — 0,4 В. Очевидно, что в рассматриваемом случае форма тока цепи будет отлвчна от сииусопдальной н в моменты Г| и Г| будет иметь место излом сннусоидальной |.риной.
Чис.танные ш|ачення времени г, н г, могут быть найдены пз графика нлн аналитически нз решсикя уравнений у»» з!им| — у ° »| к 1 (7»х ч г,= — + — агсжп —; » (7»х м 2х 1 ()вх о — — агсз!и ()м| н Значении токэ пенн и падений напряжения нв элементах в промежуточные моменты времени могут быть получены графически нз р|ы.
436 прн построении соответствующих нагрузочных прянмж Предельные значения тока и падение напряжения в рассматриваемой цепи могут быть получены и аналитически. Для положительных входных напряжений, используя кусочно линейную аппроксимацию ВАХ диода. аналогично при. меру 46 получки: йын,„=397 мА, (|дм„=09 В н (7с н»» 6,1 В. ы Для отрицательных входных напряжений схема замещенкя для рассматрн. ваемой цепи имеет внд, приведенный нэ рнс. 4 Рй Для этой схемы по второму закову Кнрхгофа имеем ()», )! ) + (7 — 1,) 128 бвх вне+7»гезэ 1+1 ° 10 а 400 »»хна» 2,54 мЛ; +' аэв 150+ Г)»н н,„— )„,)7„— 2,54 ° !О "з ° 150 — 0,38 В; (7д ' = г»е»()а» (г) 400(2,54 — !) 10 е 0,618 В.
Ркс. 4.!6. Получение решения для постоянной и переменной составляющих входного сигнала Результаты аналитического расчета практически совпали с реэультатамн, полученными с кспольэованкем непосредственно ВАХ диода. Прпмер 4.8, На вход» схемм на рнс. 4Д2,о действует напряженке в Н76+05 Мп мг, Для параметроа нз примера 4.4 определить Гк н и Решение. Прн заданных зиачеияях постоянной составляющей акодиого напряжения ток коллектора!к а н выходное канряженпе сГ„,л совпадают с полученными в примере 4.4: (хо 0,5А; О,,и 7,5В.
Для получения переменных состаалюощпх искомых величии упростим схему ганещекия, приведенную на рис, 456, в предположении, что йм Ьм О, Даяные Головня, как правило, всегда выполнщотся ва практике. Тогда для переменных гзставляющнх токов и напряжений будут спрааедлнаы следующие соотяоюеппщ ге|од Рнс. 4.19 Схема замещения ценя пря обратном смещении днода л д ! Г(Е йв дд йт Гтщую Ю! Рнс, 4 21.
Эквивалентная схеме базовой цепн транзи- стора Рэс, 4,20. Нелинейная схема (а! л входная характернстнка бнпо. лярного транзистора (б1 'в=нет(!!'ч+гв) (а ма!в мг' гц ="тг!ь нане= вцэ гг"!к —— (т„!и ~дт!т «!п н! Используя прнведенные выражения, нейдем амплнтудные значения тока (к н выходного напряженна (! Ув „, (/е«м!((74+та) =0 5/(504 41-92о мА; (ц м-(в й,, 9,2 .25 231,5 мА; (7 „„, 7 „,((„=231,3 Рб !5 347 В, !к=Ухи+/к, мн е!=0.5 40.23 щп «4'„ Нмм=(Г Л + У~~, З!П ес 7,5+3.47 ЩП В рассмотренном примере нзмененне модного напряленнн согласно рнс.
4.!2,6 не прнводнт к смещенне точкн пересечення нагрузочной прямой, соответствующей ((е, с входной характернстикой транзнстора н» нелянейный 130 участок послелней Поэтому расчеты перемелиых составляющих с использоэа. кием линейной схемы замещения дают приемлемую точность результатов. Пример 4.9. Лля схемы иа рис. 4.20.п Имеем: /7«~ !.8кОм, Аю 2,4кОм. /Г, ! «Ом. !'Т вЂ” КТЭЗОА, Г/«20В, йз!э=20, и„=28+07 а1пм/; м 100и. Определить /«и н Р е щ е и н е Вычяслпм оостояипые составляющие искомых величин. Для ного жгспользуемсэ кусочно-линейной эппрокснманней входной характеристикп.
Лля нахождения гочки, в которой должна бить проведена зппроксныацня, восиольз!емся очевндимм лля заданныь параметров в цепи соотношением /(ег и /(егл'гп. тоглэ /в (/ «//(в 2,8/!,8 !.Ь мА Находим на всодаой характеристике транзистора (рис 4.20,б) точку, лля которой /ь-1,5 мА к получаем следующие параметры аппроксимации ВАХг !> Э 0,64 В, гэ (076 — 064)/2 ° 10 ~ ЬЬ ОМ Для расчета базового тола воспользуемся теоремой об эквивалентном генераторе. Тогда лля входион цепи рассматриваемой схемы справедлива схема «вмещения, прн тленная иа ркс 421, где (Гвк (/«. е/7«г/(/)ы+/7«г) 28. 2 4 ° !0«Д(1 8+24) ° !Оз) 16 В; /««вк =/7«М«г/(/)ы+/7ы) = 1,8" ! О« 2 4 ° 1(Р/((1,8+ 24) ° 11Р) = 1,0! ° 1О« Ом. Постоянная составляющая базового тока /пи раааа /в гг =((/эк (/и е)/(/(як+та) (1,6 — 0Ь4)П1,01 ° !0Э+ЬЬ) 09 МА. Г!рн необходпмости значение /в и чохов уточнит!« выполнив аппрокснманию входной характеристики в точке /э д=-0,9 мА Однако, как видно пз рнс.
4 20, б, прииатая кусочно.линейная аппроксимация н реальная характернстека в этой точке мало отличаются При найлеином /и ггзиачения /« л и (/«ч и соответственно равны /кп— - /ппйт!з 0,9 20 !8 мА; (/э. и=(/е-/к гР.-20-18'0 ' 1'(Р-2 ВПеремеиные составляющие исьомы«параметров /х ч н (/«ч«м определим по найденной кусочно-,аннейной аппроксимацяи входной характеристика траизисюра. Амплитудные значения тока базы /вм и напряжения коллекторе (Г«м равны: (/эт эк 0,7 (2,4/(1,8+2,4)) /ь * .
0,376 мА; /(як+та 1,01. !0«+35 (/к м уэмйз!э/(«-0,375 10 .20 1 !0«=75 В. /ц йз!з (Гп гг +/э м) =М (0,9+0,376):=25,3 мА; /км!э йз!в(/вп /вм) 20.(0ю9-0375)~103 зг*! (/енх ме«(/ л+(/к м=2+7 Ь 9 Ь В' Г/знз м!а (/е„х д — (/ц лг 2-7 Ьг -Ь Ь В. 131 Анализ полученных результатов показывает, что в схеме на рвс. 420, невозможно получение отрицательного выходного напряжения. Минимальное зка некие выходка;о напряжения, достижимое п ~х~м~.
Разно !/«««и~«» !/кв«««)б' т. е. равно напряжеиню насыщенного транзистора. К тому же в этом случаь макснмалько допустимый коллекторный ток равен /«««««»~ //»//!«20мй. Следовательно, предположение о том. что иа всем интервале изменения входного напряжения транзистор работает в активном режиме, неверно. и существуе~ некоторый временной интервал /~...!ь в течение которого транзистор находится в режиме насыщения, Полагая //кп«з» О, кайдем максимально допустимый базовый ток /к,„», соответствующий границе режима насыщения, н времена /> н /з: /и в»х»=/т, емх»/дщп 20.!О /20 =! 10 мА!' /в и — — /а»„-/и и —— 1,0-0,9= 0,1 мА; з!и Отсюда прв и 100и 1 ам» 0,1 /, — агсз!и — — агсзгп —, 0,86 10 э с, и /а, 1ООх 0,37п х 1 /ам» !э- — — — агсз/и — = — -0,86 10 »-9,14 10 э с, ю и /в»«100~ Временпйе диаграммы, соответствующие рассмотренному случаю, приведены иа рис.
4.22, Пример 4.16. Ллн схемы нв рис. 4.23, а определить ток стока пелен»ко транзистора Передаточная характеристика волевого транзистора прнвелеиа на рис. 4 23, 6, /!„=680 Ом, !/, 1$ В. Ре!пепи». Оно может быть найдено либо с нспозьэоавнием невосредствекно передаточной характере»тики полевого транзистора, либо аналитически пп ае линейной аппроксимации. При графическом рва»пни воспользуемся методом нересечеиня хараитеристнк.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
