Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Устройства генерирования и формирования сигналов», страница 5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Исследование энергетических характеристик ГВВ при изменении режима работы. Исследование нагрузочных характеристик ГВВ.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование энергетических характеристик транзисторного ГВВ в различных режимах работы. Исследование нагрузочных характеристик ГВВ

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Идеальный транзистор n-p-п или p-n-р представляет собой совокупность двух идеальных р-n переходов с общей тонкой базовой областью. Один переход называют эмиттерным, другой - коллекторным. Состояние идеального транзистора определяется величинами напряжений на переходах. Можно выделить следующие области работы транзистора.

1.    Активная область. Эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный - в обратном.

2.   Область отсечки токов. Эмиттерный и коллекторный переходы смещены в обратном направлении.

3. Область насыщения. Эмиттерный и коллекторный переходы смещены в прямом направлении.

4.   Инверсная область. Эмиттерный переход смещен в обратном, а коллектор - в прямом.

При открытом эмиттерном переходе транзистор может находиться в активном состоянии или в состоянии насыщения. В соответствии с этим в ГВВ различают два режима работы.

Недонапряженный режим, когда при открытом эмиттерном переходе транзистор находится в активном состоянии. Это соответствует случаю, когда влияние изменения переменного напряжения в выходной цепи транзистора на выходной ток незначительно. При этом импульс коллекторного тока имеет косинусоидальную форму.

Ключевой режим, если транзистор переходит из режима отсечки в режим насыщения и обратно. В этом режиме транзистор работает в качестве идеального   ключа,   так   как   в  режиме   насыщения   ток   через   транзистор

14

максимален, а напряжение минимально и мало зависит от выходного тока, в режиме же отсечки ток через каскад не протекает, а напряжение максимально.

Промежуточное положение занимает перенапряженный режим, когда транзистор может находиться в активном состоянии, в состоянии отсечки или насыщения. Причем длительность активного этапа и этапов насыщения и отсечки могут быть соизмеримы. Изменение переменного напряжения в выходной цепи транзистора в перенапряженном режиме существенно влияет на выходной ток, возрастает ток базы и появляются впадины в импульсе коллекторного тока.

Между недонапряженным и перенапряженным режимами находится граничный критический режим, при котором точка динамической характеристики, соответствующая максимальному току, находится на границе между областью насыщения и активной областью.

Различают четыре режима работы ГВВ - режимы класса А, В, С и АВ.

В режиме класса А угол отсечки 0 равен 180 градусам, в режиме класса В 0 =90 градусам, в режиме класса С угол отсечки 0 меньше 90 градусов и в режиме класса АВ угол отсечки 0 выбирают более 90 и менее 180 градусов.

Для уменьшения рассеиваемой мощности и повышения КПД коллекторной цепи режим транзистора выбирают таким, чтобы ток через транзистор протекал импульсами. Это обеспечивается соответствующим выбором напряжений смещения и возбуждения в цепи базы.

При изменении напряженности режима транзисторного ГВВ изменяются его энергетические показатели, а именно: Ро, Р1, Рк и КПД.

Изменение напряженности режима можно обеспечить путем изменения напряжения коллекторного питания Ек, изменением питания базы Еб, напряжением возбуждения Ub и изменением падения напряжения в выходной цепи Uh=Ik*Rh, т.е. изменением сопротивления нагрузки Rh.

Зависимости изменения энергетических характеристик ГВВ от изменения сопротивления нагрузки Rh называют нагрузочными характеристиками.

15