Экспериментальное исследование переходных процессов, происходящих в транзисторном ключе

1. Цель работы

Экспериментальное исследование переходных процессов, происходящих в транзисторном ключе.

2. Схема цепи

рис. 2.1. Схема цепи

3. Исходные данные

Тип транзистора:                                        МП - 40

E₀ = 15 B

Напряжение смещения:                               E_см = 5 В

Входное напряжение:                                 E_вх = 5 В

Ток насыщения (ток коллектора):             I_кн = 10 мА

R_с = 1,1 кОм

Время импульса:                                           t_и = 10 мкс

Коэффициент насыщения:                          S = 2

I_{к0 макс} = 144 мкА

= 20

f_а = 1 МГц

4.Расчет элементов и параметров схемы

Ом;

Ом

B/(2πf_α) = 4,77 мкс

мА

= 2,83 мкс

t_сп=t_б ln((I_б2+I_кн/B)/(I_б2-0,1I_кн/B)) = 4,72 мкс

  

нФ, где , а

Принимая во внимание новое значение мкс, получаем:

t_ф = 0,441 мкс, t_сп = 0,736 мкс, t_расс = 0,338мкс

5. Обработка результатов

5.1 Диаграммы E_вх, U_б, U_кэ

рис. 5.1. Диаграммы E_вх, U_б, U_кэ

5.2 Снятие зависимости t_ф , t_сп ,t_расс от t_и

Таблица 5.1 Экспериментальные данные

Теоретическая зависимость: t_ф = 2,83 мкс

рис. 5.2. Зависимость t_ф от t_и

Теоретическая зависимость:

рис.5.3. Зависимость t_расс от t_и

Теоретическая зависимость: t_сп = 4,72 мкс

рис.5.4. Зависимость t_сп от t_и

5.3 Снятие зависимости t_ф , t_сп ,t_расс от I_б1

I_б1 = E_вх/(R_с + R) – (E_см/R_б)

R, Ом	tф, мкс	tсп, мкс	tрасс, мкс	Iб1, мА
2000	0,4	2,8	1,0	0,53926598
3000	0,8	2,6	0,8	0,43166326
4000	1,0	2,8	0,6	0,34988002
5000	1,0	3,0	0,4	0,28561864
6000	1,4	3,2	0,2	0,23379294
8000	3,2	3,6	0,2	0,15535063

Таблица 5.2 Экспериментальные данные

Теоретическая зависимость:

рис.5.5. Зависимость t_сп от I_б1

Теоретическая зависимость:

рис. 5.6. Зависимость t_расс от I_б1

Теоретическая зависимость: t_сп = 4,72 мкс

рис.5.7. Зависимость t_сп от I_б1

5.4 Снятие зависимости t_ф , t_сп ,t_расс от I_б2

Таблица 5.3 Экспериментальные данные

I_б2 = E_см/R_б

Теоретическая зависимость: t_ф = 3,4 мкс

рис.5.8. Зависимость t_ф от I_б2

Теоретическая зависимость: t_расс=t_б ln 

рис. 5.9. Зависимость t_расс от I_б2

Теоретическая зависимость: t_сп=t_б ln((I_б2+ I_кн/B)/(I_б2-0,1I_кн/B))

рис.5.10. Зависимость t_сп от I_б2

5.5 Снятие зависимости t_ф , t_сп ,t_расс от R_к

Таблица 5.4 Экспериментальные данные

Теоретическая зависимость: t_ф = 2,83 мкс

рис. 5.11. Зависимость t_ф от R_к

Теоретическая зависимость: t_расс = 1,43 мкс

рис.5.12. Зависимость t_расс от R_к

Теоретическая зависимость: t_сп = 4,72 мкс

рис. 5.13. Зависимость t_сп от R_к

5.6 Снятие зависимости t_ф , t_сп ,t_расс от С

Таблица 5.5 Экспериментальные данные

Теоретические зависимости:

t_расс= t_бln

t_сп=t_б ln((I_б2+I_кн/B)/(I_б2-0,1I_кн/B))

рис.5.14. Зависимость t_ф от С

рис.5.15. Зависимость t_расс от С

рис.5.16. Зависимость t_сп от С

6. Выводы

Все экспериментальные кривые лежат ниже теоретических и соответствуют теоретическим предпосылкам, т.к. зависимости схожи между собой.

Исследование зависимости t_ф, t_расс, t_сп от величины форсирующей ёмкости позволяет сделать вывод о том, что, наличие этого элемента в схеме существенно улучшает ее параметры в плане быстродействия.

Таким образом, экспериментатор, выполнил поставленные перед ним задачи в данной работе и исследовал переходные процессы, происходящие в транзисторном ключе.