Определение дифференциальных параметров транзисторов по их статическим характеристикам. Расчет параметров эквивалентной схемы биполярного транзистора

Курсовой проект – зад.№1,2 – вар.9, зад.№2 – вар.6

Работа №1. Определение дифференциальных параметров транзисторов по их статическим характеристикам. Расчет параметров эквивалентной схемы биполярного транзистора.

Задание №1

1. Определить значения h-параметров биполярного транзистора в рабочей точке, заданной напряжениями и токами. Объяснить физический смысл параметров. U_кэ = 6 В; I_к = 560 мА.

            Определение h-параметров начинается с нахождения заданного положения рабочей точки транзистора. По выходным характеристикам, задавая приращение тока базы, получим приращение тока коллектора, а изменяя напряжение на коллекторе транзистора при постоянном токе базы, получим приращение тока коллектора. С помощью входных характеристик находим приращение напряжения базы при постоянном значении тока базы и соответствующее приращение коллекторного напряжения, при которых определены входные характеристики. Приращения базового тока и напряжения при постоянном коллекторном напряжении находим как разность между базовыми токами и базовыми напряжениями.

h_21э = ∆I_к/∆I_б

h_21э = (571,4 – 468,6)*10^-3/(4 – 3)*10^-3 = 103;

h_22э = ∆I_к/∆U_кэ

h_22э = (565,7 – 548,6)*10^-3/(8 – 4) = 4,3*10^-3 См;

h_11э = ∆U_бэ/∆I_б

h_11э = (1,2 – 1,07)/(4,5 – 2,5)*10^-3 = 0,065*10³ Ом;

h_12э = ∆U_бэ/∆U_кэ

h_12э = (1,15 – 0,6)/(10 – 0) = 0,055

Физический смысл соответствующих параметров:

- h₁₁ – входное сопротивление при коротком замыкании;

- h₁₂ – коэффициент обратной связи по напряжению;

- h₂₁ – коэффициент передачи тока при коротком замыкании;

- h₂₂ – выходная проводимость при холостом ходе.

2. Рассчитать по полученным в п.1 данным значения физических параметров ( параметров эквивалентной схемы) транзистора. Привести Т-образную эквивалентную схему транзистора. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером.

Параметры схемы замещения биполярного транзистора определяют следующим образом:

r_э = h_12э/ h_22э

r_э = 0,055/4,3*10^-3 = 12,8 Ом;

r_б = h_11э – ( 1 - h_21э ) h_12э/ h_22э

r_б = 0,065*10³ – (1 - 103 )0,055/4,3*10^-3 = 1,37*10³ Ом = 1,37 кОм;

r_к = 1/ h_22э

r_к = 1/3,0*10^-3 = 0,2*10³ Ом = 0,2 кОм;

β = h_21э = 103

Эквивалентная Т-образная схема транзистора с общим эмиттером приведена на рисунке 1.

Задание №2

Определить параметры полевого транзистора в заданной рабочей точке. Транзистор включен по схеме с общим истоком. U_си = 8 В; I_с = 2,5 мА.

           По входным и выходным характеристикам полевого транзистора находят его основные параметры:

- крутизна S рассчитываем по формуле:

S = ∆I_с/∆U_зи

S = (2,6– 2,47/(-0,4 – (-0,5)) = 1,3 мА/В;

- внутреннее сопротивление r_i

r_i = ∆U_cи/∆I_с

r_i = (9– 7)/(2,57 – 2,5)*10^-3 = 29*10³ Ом = 29 кОм.

Работа №2. Синтез комбинационной логической схемы.

Используя заданное логическое выражение, выполнить следующее:

- рассчитать для заданного выражения таблицу истинности;

- минимизировать исходное выражение;

- в соответствии с минимизированным выражением:

а) построить комбинационную логическую схему на элементах И, ИЛИ, НЕ;

б) построить комбинационную логическую схему на 155 серии логических интегральных микросхем;

в) построить комбинационную логическую схему на электромагнитных реле;

г) сформулировать требования к источникам питания для разработанных по пп. б) и в) комбинационных логических схем.

Составим таблицу истинности заданного логического выражения

а	b	c	y
0	0	0	1
0	0	1	1
0	1	0	1
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	0

Минимизируем исходное логическое выражение, используя карты Карно.

1	1
1
1

y= ab + ac + bc

Реализуем полученное выражение на логических элементах И, ИЛИ, НЕ.

Реализуем полученное выражение на логической интегральной микросхеме К561ЛА9. Микросхема К561ЛА9 представляет собой 3 трехвходовых элемента И-НЕ. Для этого преобразуем полученное выражение

y= ab + ac + bc

Для построения комбинационной логической схемы выбираем электромагнитное реле типа РЭС32 РФ4.530.335-01

Источники вторичного электропитания принято характеризовать рядом показателей и признаков: условиями эксплуатации; параметрами входной и выходной электрической энергии; выходной мощностью; коэффициентом полезного действия; удельными показателями; временем непрерывной работы; временем готовности к работе; числом каналов и др.

Для питания микросхемы К561ЛА9 нужен стабилизированный источник питания с напряжением 5…15 В.

Для питания электромагнитного реле РЭС32  нужен стабилизированный