Изъюрова Г.И. Расчёт электронных схем. Примеры и задачи (1987) (1142057), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Из (9) можно легко найти температуру перехода, при которой ток достигнет 36 мкА: 1т, - ге!Ле /кво = /квогг='ю'с12 ' Логарифмируя (13), получаем 1КБО 7в 70 1 8 Я (кво<т,=ж сэ 10 0,56 = 0,301, 10 откуда Т= 5,6/0,301 + 20 = 38,6'С. Итак, при данных условиях тепловой пробой транзистора ГТ108А при обрыве в цепи базы произойдет при температуре перехода Т„= 38,6'С. 2.53. Мошный транзистор, имеющий тепловое сопротивление между переходом и корпусом й,„=0,8 К/Вт, должен рассеивать мошносгь Ркэ= 10 Вт при температуре окружающей среды Т, = 32'С. Для повышения надежности температуру перехода решено ограничить величиной 70'С.
В сборочной конструкции содержатся шайба и изолирующая силшсоновая смазка. Тепловое сопротивление шайбы равно 1,5 К/Вт, а силиконовая смазка уменьшает его примерно иа 40 / Определить, какона должна быть площадь теплоотвода, если он необхо~~ытать, что 1 смз металлической поверхности теплоотво имеет тепловое сопротивление 800 К/Вт. Решение Определяем тепловое сопротивление межлу корпусом н теплоотводом К„„учитывая влияние силиконовой смазки: К = 1,5 — 1,5 . 0,4 = 0,9 К/Вт. Общее тепловое сопротивление между переходом и окружающей средой определяется выражением Км=К +К +К,„ (1) гдв ʄ— тепловое сопротивление переход — среда; К вЂ” тепловое сопротивление переход — корпус; К вЂ” тепловое сопротивление корпус — теплоотвод; К вЂ” тепловое сопротивление теплоотвод — среда, В выражении (1) неизвестны тепловое сопротивление переход — среда К„, и тепловое сопротивление теплоотвод — среда К Можно также записать (2) Т=Т,+К Ркз.
Из (2), подставляя исходные данные, получаем К = (Т вЂ” ТДРкэ = (70 — 32)/10 = 3,8 К/Вт Подставляя значение К в (1) и решая зто уравнение относительно К,„определяем К . = К, — Км — К„, = 3,8 — 0,8- 0,9 = 2,1 К/Вт. Полагая, что 1 см' металлической поверхности имеет тепловое сопротивление 800 К/Вт, и считая, что К, изменяется обратно пропорционально площади поверхности теплоотвода, найдем площадь теплоотвода: П = 800 1/2,1 = 381 смз. 2.54.
Транзистор с коэффициентом передачи тока базы )) = 49 используется в схеме, изображенной на рис. 2.32. Определить напряжение (/кэ прн Т= 50'С, если обратный ток коллекгорного перехода 1кгс = 10 мкА зависит от температуры по закону 1кве Хкюевтв(т- %), где Т вЂ” Те = 50 — 25 = 25'С. Напряжение источника Е„= + 20 В. Решение Здесь Рквр — 1кв,еаггит- тй = 10 10 ееооьж = 74 мкА А(кко =)кьо — )кво = 74 — 10 = б4 мкА. Тогда изменение напряженна Л1У = — ЛУ„(Р+ 1) Ю„= 64.10-»(49+ 1) 2 10з 64 В Напряжение колле«тор — эмиттер прн ле» У»,') Т= 25'С 1Укэ = Е» — У«К но Х, и»з Ук = РУ« + Укао(Р + 1) = = 49 ° 20/(200 ° 10«) + 10 ° 10 я(49 + 1) = 5,4 мА, Таким образом, 1/кэ — — 20 — 5,4 10 ' 2 ° 10' = риа ап =9,2 В.
Напряжение коллектор — эмнттер прн Т= 50 «С 1Укэ —— = Пкэ+ Л1/кэ-9,2+ ( — 6,4) = 2,8 В. 2.55. Транзистор с параметрами () =50 н Уква= 10 мкА при Т= 25'С используется в схеме, зпображенной на рнс. 232. Напряжение Е„= +20 В н Г«э — — 100 мВ. Определить напряжение 1/кэ при Т=25 и 50'С. Считать, что температурный коэффициент напряженна 81У«э/дТ= — 2,5 мВ/К. Решение При Т=25'С Ув = (Ек 1/вэ)/Еа (20 — 0,1И200 ° 10 ) = 99,5 мкА; Ук = ()Ук + Укао (() + 1) = 50 (99*5 ' 10») + 10 10» 51 = = 4,98 + 0,51 = 5,49 мА; 1/аз=Ей — Укйя= 20 549'10 з'2'10 =9 В.
Прн Т= 50'С напряжение на эмиттерном переходе уменьшится до значения д1Увэ 1У«э=1У«э+ ЛТ=100 10 ' — 25.10 '(50 — 25)=375 мВ. дТ Следовательно, 1« (20 37 5 10 — з)/200 10') 20/(200. 10») = 0,1 мА. Заметим, что нз-за бо шого значения сопротивления Еа изме- нение напряженна „э, вызванное изменением температуры, почти никакой роли не играет. Изменение тока базьй вызван- ное изменезшем напряжения 1У«э, ЛУ« = 100 — 99,5 = 0,5 мкА. Изменение тока коллектора, вызванное этой же причиной, составляет 50(0,5.10 ') = 25 мкА.
Новое значение тока Хк«а определим по формуле Тк«а = У,сага«т — 10. 10»еам(за-«Я — 74 мкА. Новое значение тока коллектора 1, = ))гв + гкгл О) + 1) = 50 (0,1 10 з) + 74 ° 10 ~ 51 = 8,7 мА. Гледовательно, Пкэ =20 — 87 10-з 2 10з 2б В 2.56. Тразвистор типа МП21В работает в схеме, изображенной на рис 233,а. Пользуясь выходными характеристиками транзистора (рис. 2.33,б), графически определить рабочую точку прн Е„= — 40 В и Я„= 1 кОм. Решение Исходим из того„что У)( з = Ек + гэйз = Еч + 1)в + гк) Ен" Так как гв зе — 1)кз/Ее, то, подставляя это значение в уравнение для Пкэ, получаем ггкэ = Е + ( — ггкэ/Ее+ гк) Й Решив последнее уравнение относительно ггкэ, имеем уравнение линии нагрузки: Е, .
К, 1 +Еч/ б 1 +Ен/Еб Положив гк = О, найдем первую точку линии нагрузки: Е„-40 1+ Л„/Ез 1+ 1/50 гг мпггп -га -гп Пгзз з/ а при Укэ =0 — вторую точку линни нагрузки: 1к = Е~Е, = 40/10з = 40 мА. Чтобы найти рабочую точку, необходимо на семействе характеристик построить линию смещения, воспользовавшись соотношением Укэ ш — 1ьИы Задаваясь значениями 1ь и подставляя их в последнее уравнение, находим значения (Укэ. . 100 200 300 400 %0 .
— 5 — 10 — 15 — 20 -25 1ь, мкА бкэ Н ° решение Известно, что ток коллектора 1к = р1ь + 1кю(() + 1), откуда 1,— 1,(1+()) 1 — 10.10-'(50+ 1) () 50 Сопротивление резистора Яе определим по формуле Яе = (- Е, + (1ьз)/1ь. Таккак(Уьэ жЕ тойеж — Е 1ь=151(10 10 )=1,5МОм.
Найдем сопротивление резистор нагрузки: Ен =( — Ех+ (1кэ)~1к = 5 — 6)/(1-10 з) =9 кОм, я„-жя яяр и а! У Риа 2.35 р агзя 2.58. Дана схема„изображенная на рис. 2.35,а. Определить коллекторный ток, если коэффициент передачи тока базы тран- Точка пересечения линии нагрузки с линией смещения определяет рабочую точку 11кэ = — 19 В, 1ке = 22 мА. 2.57. В схеме, изображенной на рис. 234, используется транзистор с коэффициентом передачи тока базы (3 = 50 и обратным током коллектора 1кье = 10 мкА.
Напряжение источника питания Е„= -15 В. Определить сопротивления Еь и К если ток коллектора 1к = 1 мА, напряжение коллектор— эмиттер 11кэ —— — 6 В. зистора р = 50, обратный так коллекторного перехода Хкю- гео н Е, = -30 В, Е, = — 40 В. Решение Воспользовавшись методом эквивалентного генератора, преобразуем внешнюю цепь базьь ЭДС эквивалентного генератора (напряжение холостого хода) 1У,.„= Е, — 20 В. Е ( — 30) 60 Ебз ( Еб2 30+60 Внутреннее сопротивление эквивалентного генератора ~н~ы Еэг = — — =20 кОм. Ем + Км 30 + 60 Входное сопротивление Х(,„измеряемое межлу выводом базы и заземленным выводом эквивалентной схемы, Я,„= =Ю,(8+ 1) = 2.51 = 102 кОм.
Эквивалентная схема контура змнттер — база показана на рис. 2.35,6. Из этой схемы определим Я,(~ + 1) 102 = — 20 = — 16,7 В. Так как ХУвэ ю0, то ХУэ — — — 16,7 В. Находюа ток змиттера: Хэ = — ХУэ/Иэ = 16.7/(2 10') = 8,35 мА. Следовательно, Хк оХэ= ( — )4э= — — -8.35.10 э=8,2 мА. 1) 50 -з ((3+ 1) 50+ 1 Я,'Схема усилителя изображена на рис. 2.36.
Рассчитать цепи смешения, если рабочая точка задана следующими координатами: Х„=1 мА, ХУ„з= — 6 В. Коэффициент усиления каскада Кп = — 8. Решение Здесь ХУя — — Хкйв = 10 з ° 8. 10з = 8 В. Так как напряжение ХУкэ = — 6 В, то суммарное напряжение на резисторах в цепи эмнтгера ХУэ = 30 — 6 — 8 = 16 В. Пренебрегая током Хкяа, получаем Хв = Хкф = 1. 10 '/50 = 20 мкА. Следовательно„Хэ = =Хк+ Ха = 1+ 0,02 = 1,02 мА. Прн )К„! ( 10 справедливо приближенное равенство Кн ю — Е,,/Е, гле Кн — коэффициент усиления по напряжению, откуда Е, = Е„Я К„) = 8.
10'/8 = =1 кОм. Как вилнм, сопротивлением И, является сопротивление резистора Х(з. Напрюкение на этом резисторе 1/к, = Х,йз = =1 ° 10з.102.10 з 1 В. Следователь- -Ме но, падение напряжения на резисторе а равно. П = 16 — 1 = 15 В. Тахим образом, Ел = 15/(1 10 з) = 15 кОм Рассчитаем делитель в цепи базы. г ))ля стабильной работы схемы необходимо, чтобы ток через резистор йз был .
по крайней мере раз в 5 — 1О больше,. гока базы. Поскольку 1в = 20 мкА, л возьмем 1,„, = Юо мкЛ. Пренебрегая па- й двинем напряжения на эмиттерном переходе, можно считать, по (/еж Пэш = — Ы В, уд й,='Ы/(200.10-')= рис. 2. б Определим й,: йг =(-Ек+ Пэ)/(1в+1 ) =(30 — 16)/(220.10 е) = 63,5 кОм.
г„-кг Частотные свойства трашисторев 2.60. Транзистор работает в схеме ОБ с нагрузкой й„= = 2 кОм. Его параметры: г, = 40 Ом, ге = 2()0 Ом, г„= 200 кОм, С„= 20 пФ. На какой частоте за счет влияния емкости С„модуль коэффициента усиления ) Кг ) уменьшится вдвое? Внутрен? ним сопротивлением источника сигнала пренебречь. Решение После преобразования получаем 4 = 1+ (геС„й„)з, откуда вз = 1/3/(С,й„); 7 МГ 2яСкйы 2я 20 10 ~~.2 10 Изобразим Т-образную схему замещения транзистора (рис 2.37,а). Ток, протекающий через ршистор Е„, должен быть в два раза меиыпе тока, протекающего через него на низкой частоте, когда емкость С„несущественна (рис 2.37,6). Так как можно пренебречь сопротивлением г, и внутренним сопротивлением источника сигнала ввиду их малости, то токи пропорциональны проводимостям (рис.
2.37,в): 1К, У=)ф/Ш,) Д С~'. По условию задачи, на высокой частоте 1/й„= У72. Следовательно, Х б4сг с у у М0 решение Известно, что коэффициент передачи тока эмвттера йззб изменяется с частотой согласно выражению 1 21б 2!бе 1 . ~УД где ЬТ1бб — коэффициент передачи тока эмиттера на низкой частоте; г ь — предельная чаеТОТа, Т. е. ЧасТОТа5 иа кОТОРОй ~)4з4б~=~)4з4бб~/~/2. Следовательно, если ~йзк5б~ 0,98, У~, —— = 5 МГц и У'= 10 МГц, то !Й„! - 044 055 1 !1б55* ПРи 14з1бе — — — 0,98, ~йз4б)=06 иУ~ =5 МГц имеем Х" Г4 ~ЪЫЪд'-1 = 5 У455бЩ* — 1 = 6,24 МГц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
