Лабораторная работа “Исследование свойств модели

Лабораторная работа “Исследование свойств модели резисторного каскада с общим эмиттером в частотной и временной областях на ПК”.

Расчет элементов цепей питания транзистора. • Положение точки покоя (исходной рабочей точки) в активной области выходных статических характеристик транзистора определяется резисторами RБ 1, RБ 2, RК, RЭ, а также напряжением источника питания Е 0

• Iок – ток покоя коллектора • Iоб – ток покоя базы • Iоэ=Iок+Iоб – эмиттерный ток • Iд – ток делителя • Преобразуем исходную цепь и воспользуемся теоремой об эквивалентном генераторе:

• Еб=Е 0·Rб 2/(Rб 1 + Rб 2), • Rб=Rб 1·Rб 2/ (Rб 1 + Rб 2). • Порядок расчета: • 1. Задаем Uэ = 0. 1*Ео; Uкэ = Eо/2; Uбэ=0. 6 В; Iд= 10* Iоб • 2. Ioэ = Ioк + Ioб= Ioк*(1+h 21)/ h 21 • 3. Rэ = Uэ/Iоэ • 4. Rб = Rэ* h 21/10 • 5. Urк = Eо-Uк=Ео-(Uкэ+Uэ) • 6. Rк = Urк/Ioк • 7. Eб= Rб*Iоб+Uбэ+Rэ*Iоэ • 8. Rб 1 = Rб*Eо/Eб • 9. Rб 2= Rб/(1 -Eб/Eо) • 10. Iоб = Ioк/ h 21 • 11. H 11=UБЭ/IОБ

Расчёт элементов модели транзистора • Поскольку биполярный транзистор управляется током базы, целесообразно рассматривать его как источник тока, управляемый током ( ИТУТ) • Н 11= UБЭ/I 0 Б

Составление эквивалентной схемы каскада по постоянному току • Рассчитаем на Fastmean в режиме постоянного тока токи через элементы цепи, результаты занесем в таблицу.

Сравнить результаты предварительного расчёта и на компьютере. параметр RБ 1 RБ 2 RK RЭ h 21 E 0 I 0 К единица изм. к. Ом В м. А расчёт на Fastmean

Расчёт элементов модели транзистора по сигналу • В качестве модели транзистора используем модель Джиаколетто.

• - объемное сопротивление базы, • где - задана, постоянная времени цепи ОС, • CК – задана, емкость коллекторного перехода, приводимые в справочнике. • сопротивление перехода база-эмиттер • где - коэффициент усиления по току транзистора ОЭ (задан), • -постоянный эмиттерный ток (был рассчитан ранее), • - тепловой потенциал для нормальных условий. • Емкость вычисляется через частоту единичного усиления транзистора f. Т (задана) по параметру h 21. .

Тип Рк Uкэ max Iк max h 21 min fт Ск τос=τк № транзи м. Bт В м. A МГц п. Ф пс стора КТ 339 0 250 25 100 25 300 2 25 А КТ 342 1 250 25 500 200 300 8 300 Б КТ 325 2 225 15 30 90 30 800 2. 5 125 А КТ 325 3 225 15 30 400 160 1000 2. 5 125 В КТ 355 4 225 15 300 80 1500 2 60 А КТ 375 5 200 30 10 300 60 250 5 300 А КТ 382 6 100 15 20 330 40 1800 2 15 А КТ 315 7 150 25 100 120 30 270 7 150 А КТ 316 8 150 15 30 120 40 800 3 150 В КТ 373 9 150 60 50 125 50 250 8 200 Г

Составление эквивалентной схемы каскада ОЭ • Для составления эквивалентной схемы каскада с ОЭ для малого сигнала заменим в принципиальной схеме каскада транзистор V 1 эквивалентной моделью • Ср1=Ср2=0. 1 мк Ф, Сэ = 1 - 5 мк. Ф • Емкость внешней нагрузки – 5 п. Ф

Значения всех элементов схемы свести в таблицу. е 1 R 1 И Ср1 Rб rб'э Сб'э СК h 21 RЭ СЭ RК Ср2 R 2 Н м. В к. Ом мк. Ф к. Ом Ом п. Ф Ом мк. Ф к. Ом 5 0. 1 0. 1 2

Моделирование на Fastmean • 1 Построить АХЧ, ФЧХ на Fastmean • 2. Определить полосу пропускания усилительного каскада (на уровне -3 д Б). • 3. На вход каскада подать прямоугольный импульс длительностью 10 мкс: • 3. 1. определить спад вершины (в процентах) импульса • ((Umax-Umin)/Umax)*100% • 3. 2. определить время ндо 0. 9 Umax) N I 0 К КСКВ fн fв Время нарастания Примечание п. п. м. А д. Б к. Гц МГц нс % при t. И=10 мкс 1 I 0 К

Определение влияния на параметры АЧХ и ПХ изменений сопротивлений источника сигнала R 1 И и нагрузки R 2 Н • Для определения влияния на параметры АЧХ и переходной характеристики (ПХ) изменений сопротивлений источника сигнала R 1 И и сопротивления нагрузки R 2 Н необходимо производить измерения АЧХ и ПХ при изменениях R 1 И и R 2 Н , приведенных в таблице. При этом значения всех остальных элементов схемы должны соответствовать току покоя. Результаты расчёта свести в таблицу. N R 1 И R 2 Н КСКВ fн fв Время нарастания Примечание п. п. к. Ом д. Б к. Гц МГц нс % 1 0, 1 2 tи=10 мкс 2 0, 5 2 3 0, 1 0, 5 4 0, 5 • Сравнить влияние изменений R 1 И и R 2 Н на параметры АЧХ и ПХ и сделать вывод.

Сравнить результаты измерений и сделать вывод. Определение влияния на АЧХ и ПХ изменений емкостей разделительных и блокировочного конденсаторов СР 1, CР 2, CЭ • Необходимо произвести вычисление АЧХ и ПХ при двух значениях ёмкостей конденсаторов Сp 1, Cp 2, Cэ. Ср1=Ср2=СЭ КСКВ fв время Примечание fн нарастания мк. Ф д. Б к. Гц МГц нс % 0. 1 tи = 10 мкс 1. 0