Экспериментальное исследование переходных процессов, происходящих в транзисторном ключе. Схемы исследования

1.  Цель работы

Целью данной работы является экспериментальное исследование переходных процессов, происходящих в транзисторном ключе.

2.  Схемы исследования

Используется ключ с общим эмиттером, в котором активная нагрузка Rк включена в цепь коллектора.

Особенность:транзистор может находится в состоянии насыщения (ключ замкнут), отсечки (ключ разомкнут) или переключения из режима отсечки в режим насыщения и наоборот.

3.  Расчётные формулы

а)  отсечка  коллекторного тока:

, где -тепловой ток б) режим насыщения:

 должна удовлетворять условию:

, где B - статический коэффициент усиления по току

S - коэффициент насыщения ()

в) процесс переключения начинается в момент подачи и снятия входного сигнала :

Если , то  - малые токи

Если , то 

г) в процессе рассасывания базовый ток принимает значение:

4.  Исходные данные

Исходные данные для расчёта параметров транзисторного ключа:

¨  Тип транзистора: МП-40

¨ 

¨  Напряжение смещения:

¨  Входное напряжение: 

¨  Ток насыщения (ток коллектора):

¨ 

¨  Время импульса:

¨  Коэффициент насыщения:

5.  Результаты теоретических расчетов и экспериментальных измерений

5.1  Расчёт параметров транзисторного ключа

1. , где  - значение, взятое из справочника для транзистора МП-40.
2. Значение статического коэффициента усиления по току  (взятое из справочника как ) равно: (при )

;

3. 
4. При граничной частоте транзистора, включённого по схеме с общей базой, равной   вычисляем значение :

. Исходя их этого и считая, что

 ,определяют:

Если , то .

5. , т.к. , где - время жизни неосновных носителей в базе в режиме насыщения ().
6. Рассчитаем величину форсирующей ёмкости

, где , а

7. Принимая во внимание новое значение , получаем аналогично пунктам  №4, 5:

5.2  Настройка схемы транзисторного ключа

Исходя из элементов (имеющихся на макете) с номиналами близкими к расчётным и из-за необходимого увеличения наглядности осцилограммы получаем следующие значения:

¨ 

¨ 

¨ 

¨ 

¨ 

¨ 

5.3  Диаграммы

5.4  Экспериментально полученные результаты

5.4.1  Зависимости  от .

	Таблица №1
	,мкс		,мкс	,мкс	,мкс
	3		2,4	8	1,2
	7		2,4	7,8	1,6
	10		2,4	8	1,6
	15		2,4	8	1,6
	20		2,4	8	1,6

5.4.2  Зависимости  от .

	Таблица №2
	, кОм		, мкс	, мкс	, мкс	,  mA
	2		0,9	6,8	3,6	1,920332
	3,9		1,4	7,2	2,4	1,184848
	6,2		2,4	8	1,6	0,806766
	8,2		3,2	8,4	1,2	0,63001
	12		5,6	8,8	0,6	0,442864

5.4.3  Зависимости  от .

	Таблица №3
	, кОм		, мкс	, мкс	, мкс	, mA
	16		5,2	3,4	0,4	0,3125
	47		2,8	5	1	0,106383
	100		2,3	6,8	1,6	0,05
	240		2,4	8	1,6	0,020833
	510		2,4	10	1,6	0,009804

5.4.4  Зависимости  от .