Исследование транзисторных ключей. Экспериментальное исследоваие переходных процессов, происходящих в транзисторном ключе

Страницы работы

8 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Факультет Технической Кибернетики

Кафедра Автоматики и Вычислительной Техники

Отчет

по лабораторной работе №4

Исследование транзисторных ключей

Электроника

Работу выполнил: группа 2081/1

Преподаватель:

Подпись:___________________

Санкт-Петербург

2009

1. Цель работы:

Экспериментально исследовать переходные процессы, происходящие в транзисторном ключе

2. Исходные данные:

Транзистор МП-25

E0 = 15 B

Eсм = 5 В

Iкн (ток коллектора насыщения) = 30 мА

S (коэффициент насыщения) = 4

Евх (входной сигнал) = 10 В

tи (длительность импульса) = 10 мкс

Rc = 1,0 кОм

Параметры транзистора:

β (статический коэффициент усиления по току) = 12

Ik0 (тепловой ток) = 15 мкА

fα (граничная частота транзистора) = 1,5МГц

3. Схемы, исследуемые в работе:

Рис 1: Схема ключа с общим эмиттером

4. Выполнение работы:

Расчет параметров транзисторного ключа:

1) Rб <= Eсм/Ik0 max = 5/500*10-6 = 10 кОм

2) Rк = E0/Iкн = 15/30*10-3 = 500 Ом

Iб1 (базовый ток) = S*Iкн/β = 4*30*10-3/17,5 = 6,86 мА

3) R = Eвх/(Iб1 + Есм/Rб) – Rс = 10/(6,86*10-3 + 5/10000) – 1000 = 358,7 Ом (370 Ом)

4) τσ =  β/2*π*fα = 17,5/(2*3,14*600) = 4,6 мкс

tф = τσ*ln(Iб1/(Iб1 – 0,9*Iкн/ β)) = 1,16 мкс

Iб2 = Eсм/Rб = 5/10000 = 0,5 мА

tсп == τσ*ln((Iб2 + Iкн/β)/(Iб2 + 0,1*Iкн/β)) = 5,16 мкс

5) tи =10 мкс; τн= τσ=4,6 мкс; 3τн = 13,8 мкс

tи < 3τн

tрасс = τσ*ln((Iб1 *(1-exp(-tи / τн ))+ Iб2)/(Iкн/β + Iб2)) = 4,88 мкс

6) d = Iб2/Iб1 = 0,09

C= τσ /R(1 + dR/(R + Rc)) = 4.6*10-6/358,7*(1 + 0,006*358,7/(358,7 + 1000)) = 11,4 нФ

7) при наличии С:

τσ = С*R*Rб/(R + Rс) = 3 мкс         tф0,765 мкс          tсп = 3,3 мкс              tрасс = 3,18 мкс

5. Экспериментальные и теоретические зависимости.

5.1. Измерение tф, tсп, tрасс при отсутствии форсирующей емкости:

Экспериментально полученные данные:

Временные диаграммы Eвх, Uкэ, Uбэ представлены на рисунке 1.

5.2. Зависимости tф, tсп, tрасс от tи.

Экспериментальные зависимостиtф, tсп, tрасс от tи представлены в таблице 1.

Таблица 1,

Зависимость tф, tсп, tрасс от tи.

 tи, мкс

tф, мкс

tсп, мкс

tрасс, мкс

3

3,1

2,7

0,1

4

3,1

2,7

0,3

5

3,1

2,7

0,6

6

3,1

2,8

0,7

7

3,1

2,7

0,9

8

3,1

2,8

1,1

9

3,1

2,7

1,2

10

3,1

2,8

1,2

15

3,1

2,8

1,2

20

3,1

2,7

1,2

25

3,1

2,8

1,2

30

3,1

2,7

1,3

Теоретические зависимости tф, tсп, tрасс от tи выражаются формулами:

           

 

Рис. 2. зависимость tф  от длительности импульса            Рис. 3. зависимость tспот длительности импульса

Рис. 4. зависимость tрасс от длительности импульса

Здесь и далее, «□» - теоретическая зависимость, «Δ» - экспериментальная зависимость.

5.3. Зависимости tф, tсп, tрасс от Iб1.

Iб1 = Eвх/(Rс+R)-(Eсм/Rб) (регулируется резистором Rб)

Таблица 2. Зависимость tф, tсп, tрасс от Iб1.

R, Ом

Iб1, мА

tф, мкс

tрасс, мкс

tсп, мкс

170

8,047

3,2

1,7

3

203

7,813

3,2

1,4

2,9

373

6,783

3,3

1,1

3

412

6,582

3,2

0,8

3

490

6,211

3,2

0,5

3

572

5,861

3,2

0,3

3

 

Рис. 5. Зависимости tф от Iб1                                                      Рис. 6. Зависимости tсп от Iб1

Рис. 7. Зависимости tрасс от Iб1

5.4. Зависимости tф, tсп, tрасс от Iб2.

Iб2  Eсм/Rб (регулируется резистором Rб)

            Таблица 3. Зависимость tф, tсп, tрасс от Iб2.

Rб, кОм

Iб2, мА

tф, мкс

tрасс, мкс

tсп, мкс

10

0,5

2,9

0,5

1,5

16

0,313

2,9

0,7

1,9

25

0,2

2,9

1,1

2

35

0,143

2,9

1,3

3,1

40

0,125

2,9

1,4

3,6

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
184 Kb
Скачали:
0