Исследование транзисторных ключей. Теоретические формулы и расчеты. Параметры транзистора принятые в расчетах

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Факультет Технической Кибернетики

Кафедра Автоматики и Вычислительной Техники

ОТЧЕТ

о лабораторной работе

по дисциплине «Электроники и электротехника»

Тема:

Исследование транзисторных ключей

Работу выполнил студент  группы 2081/4

Преподаватель     ______________   

подпись

Санкт-Петербург

2007 год

1. Цель работы

Экспериментальное исследование переходных процессов, происходящих в транзисторном ключе.

2.Чертеж схемы

рис 1

3. Теоретические формулы и расчеты

Исходные данные:                           Вариант 5.

Тип транзистора:                     МП-25

E₀                                               15 В

E_см                                              5 В

I_кн                                               30 мА

S                                                 4

E_вх                                              10

t_и                                                10 мкс

R_C                                               1,1 кОм

Параметры транзистора принятые в расчетах:

I_{k0 макс}                                         75 мкА

B_мин                                            10

B_макс                                           25

f_a                                                0,25 МГц

Опыт 1. Снятие диаграмм переходных процессов в номинальном режиме. Определение номинальных характеристик процессов

В ходе настройки схемы выяснилось, что расчетное время рассасывания оказалось гораздо меньше расчетного. Для дальнейшего исследования было принято решение изменить номинальное сопротивление R на величину в 3,9 кОм, поскольку расчетное сопротивление давало слишком малое значение t_расс. Номинальные диаграммы выглядят следующим образом.

Номинальные параметры согласно диаграммам:

t_ф = 1,2 мкс

t_расс = 1,8 мкс

t_сп = 8,4 мкс

Несоответствие первоначальных расчетов экспериментальным данным можно объяснить большим разбросом коэффициента усиления транзистора. Если принять в расчетах B=10 (нижняя граница), то мы получаем установленное значение сопротивления R, а параметры процесса получаются равными:

t_ф = 1,9 мкс

t_расс = 2,5 мкс

t_сп = 7,3 мкс

Такие параметры не точно совпадают с экспериментальными, но гораздо ближе, чем предварительные расчеты. Возможно показатель экспоненты насыщения транзистора в реальности немного выше, что приводи к ускорению процесса входа в насыщение и выхода из него.

Номинальные значения элементов собранной схемы:

R_к = 1,3 кОм

R = 3.9 кОм

R_б = 240 кОм

Опыт 2. Исследование зависимостей переходных процессов от длительности импульса

Производилось варьирование длительности импульса по сравнению с номиналом в большую и меньшую сторону. Использовалась схема без форсирующего конденсатора.

Зависимости от длительности импульса
[мкс]	[мкс]	[мкс]	[мкс]
3	1,2	0,3	15
5	1,2	0,9	15
10	1,2	1,3	15
12	1,2	1,5	15
16	1,2	2,1	15
20	1,2	2,5	15

Опыт 3. Исследование зависимостей переходных процессов от тока базы I_б1

Зависимости от тока базы Iб2
[кОм]	[мкА]	[мкс]	[мкс]	[мкс]
430	11,62791	1,8	1,8	8
300	16,66667	2	1,5	8
200	25	2	1,8	8
100	50	2	1,6	6
47	106,383	2	1	5

Опыт 4. Исследование зависимостей переходных процессов от тока базы I_б2

Зависимости от тока коллектора Iкн
[кОм]	[мА]	[мкс]	[мкс]	[мкс]
0,1	150	0,2	1	17
1	15	0,2	0,1	2
2	7,5	0,1	0,2	4
3,9	3,846154	0,1	0,4	5
8,2	1,829268	0,1	0,6	6
16	0,9375	0,1	0,7	7
33	0,454545	0,2	0,8	9

Опыт 5. Исследование зависимостей переходных процессов от сопротивления в цепи коллектора.

Зависимости от тока коллектора Iкн
[кОм]	[мА]	[мкс]	[мкс]	[мкс]
0,68	22,05882	2,4	1	10
1	15	2	1,5	8
1,3	11,53846	1,5	2	9
2	7,5	1	2,2	8
3,9	3,846154	0,8	2,6	8,2

Опыт 6. Исследование зависимостей переходных процессов от емкости форсирующего конденсатора.

В данном опыте был использован вариант схемы с шунтирующим конденсатором.

Результаты измерений отражены ниже.

Поскольку в сборке схемы было использовано другое сопротивление R (3,9 кОм вместо 6,2 кОм), произведем пересчет емкости

.