Исследование транзисторных ключей. Экспериментальное исследование переходных процессов, происходящих в транзисторном ключе

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Факультет Технической Кибернетики

Кафедра Автоматики и Вычислительной техники

ОТЧЕТ

о лабораторной работе №4.

Тема: Исследование транзисторных ключей

Выполнил: студент гр. 2081/1

Проверил:

Санкт-Петербург

2009г.

Цель работы:

Экспериментальное исследование переходных процессов, происходящих в транзисторном ключе.

Схемы исследуемых цепей:

Исходные данные (5 вариант):

Транзистор МП-25,

E₀ = 15 В,

E_см = 5 В,

I_кн = 10 мА,

S = 2,

E_вх = 8 В,

t_и = 10 мкс,

R_с = 1.1 кОм.

Параметры транзистора:

I_{к0 макс} = 250 мкА,

b_мин = 12,

F_а = 0,5МГц,

I_эм0 = 1 мА.

Теоретические расчёты:

5/(250*10^(-6))=20кОм

15/10*10^(-3)=1.5кОм

2*10*10^(-3)/12 = 1.67 мА

8/(1.67 *10^(-3) + 5/20000) – 1100= 3067 Ом

12/(2*3.14*500000)=3.82 мкс

3.82 *10^(-6)*log(1.67 *10^(-3)/( 1.67 *10^(-3) – 0.9*10*10^(-3)/12))= =2.28 мкс

5/20000=2.5*10^(-4) А

3.82 *10^(-6)*log((2.5*10^(-4) + 10*10^(-3)/12)/( 2.5*10^(-4) + 0.1*10*10^(-3)/12))=4.5 мкс

3.82 *10^(-6)* log (  (1.67 *10^(-3)* (1 -

  exp((-10)/11.146) ) + 2.5*10^(-4))/(0.01/12 +  2.5*10^(-4)) ) = 0.51  мкс

При наличии C:

2.5*10^(-4)/0.00167=0.145

3.82 *10^(-6)/( 3067 (1 + 0.145*3067/(3067 + 1100)))= 1.13 нФ

1.13*10^(-9)*3067*1100/(1100 + 3067)= 0.91 мкс

0.91 *10^(-6)*log(1.67 *10^(-3)/( 1.67 *10^(-3) – 0.9*10*10^(-3)/12))=

=0.54 мкс

0.91 *10^(-6)*log((2.5*10^(-4) + 10*10^(-3)/12)/( 2.5*10^(-4) + 0.1*10*10^(-3)/12))= 1.07мкс

0.91 *10^(-6)* log (  (1.67 *10^(-3)* (1 -

  exp((-10)/ 7.7) ) + 2.5*10^(-4))/(0.01/12 +  2.5*10^(-4)) ) = 0.27  мкс

Экспериментальные результаты:

Полужирным шрифтом выделены номинальные значения.

Зависимости времени фронта, рассасывания и спада от:

- времени входного импульса

- величины базового тока (в момент начала входного импульса) I_б1=Е_вх/(R_c+R)-(E_см/R_б)

- величины базового тока (в момент окончания входного импульса) I_б2≈E_см/R_б

- тока коллектора I_кн=Е₀/R_к

- форсирующей ёмкости

Зависимость времени фронта, рассасывания и спада от:

- времени входного импульса

- величины базового тока (в момент начала входного импульса)

- величины базового тока (в момент окончания входного импульса)

- тока коллектора

- форсирующей ёмкости

Вывод:

            По полученным зависимостям видно:

- время фронта зависит:

·  незначительно убывает при возрастании времени входного импульса

·  значительно убывает при возрастании базового тока (в момент начала импульса)

·  незначительно возрастает при возрастании базового тока (в момент окончания импульса)

·  значительно возрастает при возрастании тока коллектора

·  резко убывает до теоретически рассчитанного значения форсирующей ёмкости и плавно возрастает – после

- время рассасывания зависит:

·  вначале резко возрастает, а потом плавно убывает при возрастании времени входного импульса

·  значительно возрастает при возрастании базового тока (в момент начала импульса)

·  незначительно убывает при возрастании базового тока (в момент окончания импульса)

·  убывает при возрастании тока коллектора

·  резко убывает до теоретически рассчитанного значения форсирующей ёмкости и возрастает – после

- время спада зависит:

·  не зависит от времени входного импульса

·  незначительно убывает при возрастании базового тока (в момент начала импульса)

·  значительно убывает при возрастании базового тока (в момент окончания импульса)

·  возрастает при возрастании тока коллектора

·  резко убывает при возрастании значения форсирующей ёмкости

При использовании форсирующей ёмкости время фронта, рассасывания и спада уменьшаются.

Полученные экспериментально значения сильно отличаются от теоретических, что объясняется сильной зависимостью коэффициента усиления по току (β) от внешних условий.