Дифференциальное сопротивление RДИФ выпрямительного диода в двух рабочих точках, страница 8

1.1.1  U_mВХ = R_{ВХ ДИФ}  I_mВХ   »  h₁₁  I_mВХ                                               (3.8)

1.1.2  U_БЭ0 = R_{ВХ 0}  I_Б0                                                             (3.9)

Задаемся  исходными данными для расчета

E2 = 15В , Rк = 12 Ом , Imб = 5 мА                                (3.10)

Расчет начинается с построения рабочей характеристики, называемой линией нагрузки. Преобразуем уравнение (3.2) к виду

                                                        (3.11)

Это уравнение первой степени, следовательно, линия нагрузки представляет собой прямую линию, которую проще всего строить по двум точкам пересечения с осями координат:

1. i_К =0,     U_КЭ = E₂                                                       (3.12)

2. U_КЭ =0,       i_К  = E₂  / R_К                                                (3.13)

Для заданных исходных данных (3.10) строим выходную рабочую характеристику (рис.3.2)

                1. i_К =0,     U_КЭ = E₂ =15 В          точка  N                             (3.14)

2. U_КЭ =0,       i_К  = E₂  / R_К = 15 В /12 Ом = 1,25 А      точка  М                  (3.15)

Рабочую точку ИРТ наносим на пересечении линии нагрузки со статистической характеристикой, соответствующей заданному режиму Iбо =10мА =const  (рисунок 3.2). После этого определяем состояние выходной цепи в режиме покоя (при отсутствии входного сигнала).

Iко =0,75 А,           Uкэо = 3,75 В                                              (3.16)

и мощность Рко, выделяющуюся в транзисторе в режиме покоя

Pко = IкоUкэо ≤ Pк.max                                                  (3.17)

которая должна быть меньше максимально допустимой рассеиваемой мощности.

Для рассматриваемого примера

Pko = IkoUkэо = 0,75А 3,75В =2,93 Вт                                      (3.18)

По справочным данным определяем, что для транзистора ГТ703 постоянная рассеиваемая мощность коллектора при t = -60⁰С…+90⁰С составляет Pk.max =15 Вт, что удовлетворяет расчетам. Следовательно, нет необходимости применять дополнительные меры теплоотвода.

Рисунок 3.2 - Вольтамперные характеристики

Часто для проверок режима работы транзистора строят кривую Pк.max=сonst , ограничивающую область допустимых режимов транзистора. Из уравнения (3.17) видно, что эта кривая представляет собой гиперболу.

                                                             (3.19)

Построим кривую допустимых режимов работы транзистора ГТ703  для Pк.max=15Вт (рисунок 3.2). Видно, что выбранный режим работы является допустимым.

По заданной амплитуде входного сигнала Imб находим точки находим точки А и В максимального отклонения от положения ИРТ (рисунок 3.2). Эти точки находим на пересечении линии нагрузки со статистическими характеристиками.

  точка А: при Iба = Iбо+Imб = 15 мА                                      (3.20)

точка В: при Iбв = Iбо-Imб = 5 мА                                      (3.21)

По проекции рабочего участка на оси координат (на ось коллекторного тока и на ось напряжения коллектор-эмиттер) определяется амплитуды переменных составляющих выходного тока и выходного напряжения

I_mК  = (I_Ка  -  I_Кб  ) / 2 = ( 0,98 А  –0,45А  ) /2 =0,27 А                        (3.22)

U_mКЭ  = (U_КЭб  - U_КЭа ) /2 = (6,75 В – 2,5 В ) / 2 = 2,13 В                          (3.23)

После этого можно найти выходную мощность

Pвых = 0.5 ImкUmkэ                                                          (3.24)

Pвых = 0,5  0,27 А 2,13В = 0,288 Вт                                             (3.25)

4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Полевые транзисторы получают все более широкое распространение как в качестве дискретных элементов, так и в качестве элементов и компонентов интегральных микросхем. Главным достоинством полевых транзисторов является высокое входное сопротивление, обусловленное очень малым током затвора.

Существуют следующие разновидности полевых транзисторов:

- полевые транзисторы с р-n переходом  (рисунок 4.1,а,б);

- полевые транзисторы с изолированным затвором, которые также называются МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) или МОП (металл-оксид-полупроводник), в свою очередь, подразделяются на: