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)

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.