Изъюров Г.И. - Расчет электронных схем (1266568), страница 13
Текст из файла (страница 13)
яп пп Напряжение коллектор — эмзптер прн гопп 1'„ Т=25 С !/кэ = Ек — 1кКп„но 1, и 1к = 01ь + 1кьо Ф + 1) = = 49 ° 20/(200. !Оз) + 10 10 и (49 + 1) = 5,4 мА. Таким образом, (3кэ — — 20 — 5,4. 10 ' 2 10з = 1'ис дуг =92 В. Напряжение коллектор — эмнттер при Т= 50'С !?кэ = = Нкэ + ЛНкэ = 9 2 + ( — 6 4) = 2*8 В. 2.55. Транзистор с параметрамн )3 =50 и 1к„о — — 10 хскА при Т=- 25'С используется в схеме, изображенной на рис. 2.32. Напряжение Е„= +20 В и Уьэ = 100 мВ.
Определить напряжгние !3кэ прн Т= 25 н 50'С. Считать, что температ)рный коэффициент напряжения д!/ьэ/дТ= — 2,5 мВ/К. Рсшгнце При Т=25'С 1ь = (Ек — ~~ьэ)/Рко = (20 — 0,1)/(200. 10') = 99,5 мкА; ?к = (31ь+1кьо()3+ 1) = 50(99.5 10 о) + 10 10 о 51 = = 4„98 + 0,51 = 5,49 мА; Нкэ — — Е 1кК = 20 — 549 10 з 2 10з =9 В При Т= 50'С напряжение на эзлиттерном переходе уменьшится до значения Иьэ=!'ьэ+ ЬТ= !00 10 з — 2,5 10 з(50 — 25)=37,5 мВ. д!7ьэ дТ Слгдоватсльно, 1ь (20 375 10-з)/(200,10з) 20/(200 10з) 01 мА Заметим, что иэ-за большого значения сопротзголсння Ко изменениг напряжения (/ьэ, вызванное изменением температуры, почти никакой роли не шрает. Изменение тока базы, вызванное изменениезл напряжения (/ьэ, А?ь = 100 — 99,5 = 0,5 мкА.
Изменгние тока коллектора, вызванное этой же причиной, составляет 50(0,5.!О и) = 25 мкА. Новое значение тока 1кьо опрсделизл по формуле 1кьо = 1к,„„исаьт = 10.10-'еоа(ю — ззЗ = 74 мкА. И 1гн лккя ггкэ, В. . ЮО 200 300 400 500 . -5 — Ю вЂ” 15 -20-25 Решение Решение 1 1,м ОВ и Я 16 зь,Внука г 7ЧВ71В 61 Раа.
2.55 аз Рна. 2.54 аза 61 83 Новое значение тока коллектора 1к = 016+ 1кьо(0+ 1) = 50(01 10 )+ 74. 10 51 = 87 мА. Следовательно, (7кз 20 8 7,10-з,2.10з 2 6 В 2.56. Транзистор типа МП21В работает в схеме, изображенной на рис. 2.33, п. Пользуясь выходными характеристиками транзистора (рис. 2.33,6), графически определить рабочую точку прн ń— 40 В и Ен = 1 кОм. Исходим из того, что (7кэ Ек+ 1Фн = Ек+ (1ь+ 1к) Е Так как 1ь — (Укэ/Екь то, подставляя это значение в уравнение для 1/кз получаем (' кз Ек + ( (/кэ/~6 + 1к) ~~н' Решив последнее уравнение относительно 1/кэ, имеем урав- нение линии нагрузки: Ек ~~н 1 + ~н/ 6 1 ~н/)26 Положив 1к О, найдем первую точку линии нагрузки: Ек -40 1 + Ен/Еь 1+ 1/50 а при Пьз — — 0 — вторую точку линии нагрузки: 1к = — Е/Е =40/10' =40 мА.
Чтобы найти рабочую точку, необходимо на скхиействе характеристик построить линию смещения, воспользовавшись соотношением Укэ ге — 1ьйо. Задаваясь значениями 1ь и подставляя их в последнее уравнение, нахолим значения (/кэ. Точка пересечении линии нагрузки с линией смещения определяет рабочую тачку 11кз = — 19 В, 1ко = 22 мА. 2.57. В схеме, изображенной на рзк. 2.34, используется транзнстор с коэффициентом передачи тока базы )3 = 50 и обратным током коллектора 1кю = 10 мкА. Напряивние источника питанзгя Ек = — 15 В. Определить сопротивлыгия Ео и Я если ток коллектора 1» = 1 мА, напряжение коллсктор— эмиттер Укэ — — — б В.
Ихвана, чтО тОк кОлл ктара Хк = р1ь + 1кко (р + 1), Откуда 1к 1кьо(1+ Р) 1 1О 10-з(50+ 1) 1,= 50 10 мкА. Сопротивление резистора Ео определим по формуле Ео =( — Ек+ Гьз)/16. Так как (/ьз << Е„то Ео — — ЕД1 6 = 15/(10. 1О ') = 1,5 МОм. Найдем сопротивление резистора нагрузки: Ен = ( — Е + Укэ)/1 ь = (15 — 6)/(к1 ° 10 ') = 9 з Ом. к йк '!' 2.56. Дана схема, изображенная на рнс.
2.35,а. Определить коллекторный ток, если коэффициент передачи тока бюы тран- зистора (3 = 50, обратный ток коллекторного перехола 1кьвх хО и Е, = — 30 В, Е„= — 40 В. Решение Воспользовавшись методом эквивалентного ~ енератора, преобразуем внешнюю цепь базы. ЭДС эквивалентного генератора (напряжение холостого хода) Квз ( — ЗО) 60 (/„, = Е, — '~ — — — = — 20 В. ' Км + Квз ЗО+ 60 Внутреннее сопротивление эквивалентно~ о генератора К,К и ЗО. 60 Еэг = — — =-= --'--.— — — 20 «Ом. К61 + Кбз 30 + 60 Входное сопротивление К„„, измеряемое между выводом базы и заземленным выводом эквивалентной схемы, К,„= =К,(В+ 1) =2-5! = 102 кОм.
Эквивалентная схема контура эмиттер — база показана на рис. 2.35,6. Из этой схемы определим , К,(8+ 1) Ю2 Св = !У„„-'— ' — — — = — 20 — — — = — 16,7 В. "'* К,((3 -!. 1) Еэ.г 102 + 20 Так как (/ьэ х О, то (1э = — !6,7 В. Находим ток эмнтгсра: 1э = !/э/К = 167/(2. 10') = 8,35 мА. Следовательно, (3 50 1к ц/э= — — -!э= — —.8,35 Ю ' 8,2 мА. ((3+ 1) 50+ 1 2.59. Схема усилителя изображена на рис.
2.36. Рассчитать цепи смещения, если рабочая точка задана следуюгцимн координатами: 1к=1 мА, (?кэ= — 6 В. Коэффициент усиления каскада К„= — 8. Решение Злесь (1„=1кК„= 10 з.8 10з = 8 В. Так как напряжение 11кэ = -6 В, то суммарное напряжение на резисторах в цепи эмиттера г1э = 30 — 6 — 8 = 16 В. Пренебрегая током 1квь получаем 1в = 1к/(3 = 1. 10 /50 = 20 глкА. Следовательно, 1э = =1к+1в = 1+ 0,02 = 1,02 мА. Прн ~Кс( х 10 справелливо приближенное равенство Кь х — К„/К.„где Кс — коэффициент усиления по напряжению, откуда К., =КДКс(= 8 10/8 = = 1 кОм. Как видим, сопротивлением К, является сопротивление резистора Кз. Напряжение на этом резисторе (/к, = 1,Кз —— = 1 10з 1,02 10 з х 1 В.
Слсловагель- -лв но, падение напряжения на резисторе Кл равно (/ =16 — 1.=-15 В. Таким образом, Кл = 15/(1 10 з) = 15 кОм. Рассчитаем делитель в цепи базы. г Для стабильнойг работы схемы необходимо, чтобы ток через резистор Кз бьш по крайней мере раз в 5 — 10 больше, тока базы. Поскольку 1в = 20 мкА, л возьмем 1 „„= 200 мкА. Пренебрегая па- дь двинем напряженич на эмигтерном переходе, можно считать, что Ув х Уэ х х — 16 В, откуда Кз = 16/(200.10 л) = = 80 кОм.
Ряс г.ЗВ Определим К,: К =( — Ек+ (гэ)/(1 +1,) =(30 — 16)/(2Ю.!О ~) = 63,5 кОм. Частотные свойства транзисторов 2.60. Транзистор работает в схеме ОБ с нагрузкой К„= = 2 кОм Его параметры: г, = 40 Ом, ге = 200 Ом, г„200 кОм, С„= 20 пФ. На какой частоте за счет влияния емкости С„модуль коэффициента усиления ( К, ! уменьшится вдвое? Внутренним сопротивлением источника сигнала пренебречь. Решение Изобразим Т-образную схему замещения транзистора (рис. 2.37„а). Ток, протекающий через резистор К„, должен быль в два раза меньше тока, протекающего через гжго на низкой частоте, когда емкость С„несущественна (рис.
2.37,63 Так квк можно пренебречь сопротивлением г, н внутренним сопротиалешивл источника сигнала ввиду их малости, то токи Р Р ь 2.я.): чи. у ~ Овд'+( гл. По условию задачи, на высокой частоте !/К„= У/2. Следовательно, = У= — +(геСг)~ =— После преобразования получаегл 4=1+(езС„К„)', откуда сз = )/3/(С.К ); — з-х7 Мггь 2яС„К„2я.20 10 " 2 10' 1 -ыгл /„ Решение Известно, что коэффициент передачи тока эмиттера 62!б изменяется с частотой согласно выражению 1 2!б 2!60 1 + ° (/// где й2„-~ — коэффициент псрелачн тока эмиттера на низкой частоте; /бп — пРедельнаЯ частота, т.е. частота, на ко~оРой ) Ь256) = ) й2»66)/р/2. Следовательно, если ) Ь»кв) = 098, /бн = 5 МГц и /= 10 МГц, то 0,98 ) й»!6 ) = 0,44.
> \ б 00151 При Ь»!н» = — 0,98, )й>!6) = 0,6 и Д»ч, = 5 МГц имеем >-», >11>м % !' †1- - 5» 50,0 б»«б»' — 1- =6,24 МГц, "р»« 2.62. Прн Т= 300 К в рабочей точке с координатами 1к — — 10 мА и (/кэ —— = 10 В на низких частотах транзистор имеет сле- Рис. К»В 2.61.
На низких частотах коэффициент передачи тока змиттера транзистора й»,м— - -0,98 его предельная частота = 5 МГц Определит!и а) модуль коэффициента передачи тока эмиттсра )Ь216) этого транзистора на частоте 10 МГц; б) частоту, на которой модул>, коэффицие>па передачи тока эмиттера уменьшается до значения 0,6.
дующие значения й-параметров: Ь»>, = 500 Ом, Ь»2, = 10 4, Ьн, = 100, Й2», = 50 мкСм. Вычислить все параметры гибридной схемы замещения, если 1;р — — 50 МГц и Г„= 3 пФ. Решение Гибрилная схема замещения изображена на рис. 2.38. При расчете ге параметров учтем, что д, =1к/брт, где 1к — ток коллектора в рабочей точке, брг=)»Т/е — температурный потенциал.
В рассматриваемом случае д 10 10-2/(258.10-2) 0388 См гю = 1/дб'» й>!»/д« = 82!»»рг/1« = 100/0,388 = 258 Ом; гбб =йп» вЂ” гбз= 500 258=242 Ом; гб„= 1/дбч — — гб»/й!и — — 258/10 4 = 2,58 МОм; д«» !/» «» = 822» (! + 62!») дбч = 50.10 6 — !01.0,388 10 б = 10,8 10 6 См = 1/д =92,5 кОм„ Г, = д,/(2>дбр) = 0,388/(2л 50 10') = 1235 10 "=!235 пФ. 8 22. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Полевые транзисторы представляют собой полупроводниковые приборы, в которых управление током, протеканхцим межлу двумя злгктродами, осуществляется с помощью напряжения, приложенного к третьему электролу. Их работа основана на пере>лещенни только основных носителей заряда, т. е.
лырок или электронов. Управление током в них осуществляется за счет изменения удельной проводимости и площади полупроводникового слоя (канала), через который проходит рабочий ток, с помощью электрического полн. Элск»род палевого транзистора, ч~ез который втгкают носители заряда в канал, называется истоком (И), а электрод, через который из канала вытекают носители заряда, называется стоком (Сл Эти электроды обратимы.
С помощью напряжения, прикладываемого к третьему электролу, называгмому затгором (3), осуществляют перекрытие канала, т. е. изменяют удельную проводимосп* и площадь сечения канала. По конструктивным особенностям полевые транзисторы разделяют на транзисторы с управляющим р-я-переходом и транзисторы с изолированным затвором (структуры металл — диэлектрик — полупроводник, МДП- или МОП-транзисторы). В полевом транзисторе с управляющим р-я-переходом управляющая область (затвор) образует р-л-переход с областью канала. При подаче на переход затвор — канал обратного напряжения происходит модуляция удельной проводимости канала, а следовательно, изменение тока канала. МДП- илн МОП-транзистор представляет собой прибор, в котором металлический затвор изолирован слоем диэлектрика от канала, образованного в приповерхностном слое полупроводника. Принцип действия МДП транзистора основан на явлении управления пространственным зарядом полупроводника через слой диэлектрика.
Различают МДП-транзисторы с нндуцированным и со встроенным каналом. В МДП-транзпсторах с индуцированным каналом проводящий канал межлу истоком и стоком инлуцируется (наволится) управляющим напряжением затвора. В этих транзисторах при разности потенциалов между истоком и затвором, равной нулю, электропроводность между стоком и истоком практически отсутствует. В МДП-транзисторах со встроенным каналом этот канал создается технологически.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
