Из полученных осциллограмм определите амплитуды положительных и отрицательных импульсов на выходе каждой из 7ми схем ограничителей.
Величины амплитуд этих импульсов занесите в таблицу 1. Для каждого из выходных импульсов ограничителей заносятся амплитуды импульсов положительной и отрицательной полярности для двух опорных напряжений Е1 и Е2.
6 ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ
1. Поясните принцип работы каждого из ограничителей.
2. Как изменятся формы сигналов на выходах ограничителей с опорными напряжениями (схемы рис. 2.10 б, в, д) при изменении величин этих опорных напряжений?
3. Как изменятся формы сигналов на выходах ограничителей со схемами рис.2.10 а, г, если изменить полярность включения диодов?
4. Как изменится форма сигнала на выходе ограничителя (схема рис. 2.10 е), если стабилитроны включить не последовательно, а встречно-параллельно?
5. Как изменится форма сигнала на выходе ограничителя(схема рис. 2.10 е), если вместо стабилитронов включить 2 кремниевых диода?
Рис. 2.10 Схемы ограничителей сигналов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА АС – 2
НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.1 Экспериментальное исследование схем транзисторных ключей: насыщенного и ненасыщенного, а также схемы формирователя траектории переключения ключа.
1.2 Изучение методик измерения параметров электронных ключей.
2 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА
2.1 Изучите методические указания к лабораторной работе, литературу [1, c. 160-165],[2, c. 138-156],[3, c. 489-534],[4, c. 311-316], повторите лекционный материал по теме ‘’Электронные ключи’’.
Общие сведения.
Ключом называют устройство, которое по сигналу управления осуществляет коммутацию тока нагрузки. Роль ключа может выполнить реле, выключатель (контактные ключи), а также лампа, транзистор, тиристор и.т.д. В схемах, где коммутируемая мощность не превышает десятков киловатт, наибольшее распространение получили транзисторный ключи.
Наиболее часто используется схема с общим эмиттером (рис.2.1, а), так как она обеспечивает наибольшее усиление по мощности.
При работе транзистора в ключевом режиме он попеременно находится либо в области отсечки, либо в области насыщения. В области отсечки к переходам транзистора приложены обратные напряжения и через них текут тепловые токи. В области насыщения к переходу база эмиттер транзистора приложено прямое напряжение, а к переходу коллектор - база – обратное. Через переходы текут токи, величина которых определяется параметрами внешних цепей.
На рис. 2.1, б показаны выходные характеристики транзистора n - р - n типа, а также нагрузочная прямая ключа.
Рис. 2.1. Схема транзисторного ключа (а) и нагрузочная прямая, построенная в области выходных характеристик транзистора (б)
Точка А соответствует области отсечки (IБ = IK = IKБЗ, Uh= 0), а точка В - области насыщения ( I Б = I Б.нас , I к = IK.НАС, UН ≈ ЕК).
Токи транзистора определяются выражениями:
(2.1)
(2.2)
где 
- амплитуда сигнала управления, В;
, 
-
напряжение на насыщенных
переходах база-эмиттер и коллектор-эмиттер транзистора, В;
, 
- сопротивления резисторов в цепи базы и
коллектора, Ом.
Если
, т.е. 
, таким образом,
транзистор находится в точке В (рис. 2.1, б).
Точка В соответствует границе между линейной областью и областью насыщения. В этом случае считают, что транзистор находится на грани насыщения. При увеличении тока базы свыше указанной величины транзистор заходит в область насыщения.
При 
, т.е. при отсутствии сигнала управления из (2.1) получим 
. Рабочая точка будет находиться в точке А (рис. 2.1, б). Точка А
является граничной между линейной областью и областью отсечки. При этом через
переход коллектор-база течет тепловой ток IKБЗ. При снижении управляющего напряжения ниже нуля транзистор
перейдет в область отсечки.
2.1.1 Насыщенный транзисторный ключ
Насыщенным называется такой транзисторный ключ, для которого выполняется условие:
(2.3)
В статическом режиме насыщенный ключ характеризуют коэффициентом насыщения:
(2.4)
Который показывает, во сколько раз ток базы транзистора превышает ток, необходимый для перехода транзистора в режим насыщения.
Для анализа переходных процессов в транзисторных ключах применяют метод заряда, основанный на принципе электрической нейтральности базы (количество положительных и отрицательных зарядов в базе, а также скорости их изменения всегда будут равны).
Для транзистора типа n - р - n эти условия имеют вид:
; (2.5)
где QA - суммарный заряд ионизированных акцепторов, Кл;
Qn - заряд электронов, Кл;
Qр - заряд дырок, Кл.
Как правило, dQА/dt ≈ 0 . Тогда условие (2.5) можно записать следующим образом:
; (2.6)
При работе транзистора в линейном режиме переходные процессы определяются постоянной времени τβ, а при работе в режиме насыщения - постоянной времени τн. Для упрощения анализа принимают τн ≈ τβ.
Решая дифференциальные уравнения, описывающие изменение заряда в базе, находят временные зависимости токов в транзисторе, а также время, характеризующее переходный процесс.
Формы тока коллектора, тока базы и управляющего напряжения показаны на рис.2.2.
Рис. 2.2. Переходные процессы в насыщенном транзисторном ключе
При этом
время фронта импульса тока коллектора (время, за которое ток коллектора
меняется от 0,1 
до 0,9 :
(2.7)
время рассасывания заряда в базе:
(2.8)
где К3 - коэффициент запирания, представляющий собой отношение запирающего тока базы к току базы насыщения;
время спада:
(2.9)
Из (2.7) - (2.9) видно, что, изменяя величину тока базы насыщения и тока базы запирания, можно управлять временем фронта, рассасывания и спада тока коллектора, т.е. быстродействием транзисторного ключа.
2.1.2 Ненасыщенный транзисторный ключ
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.