Содержание пояснительной записки курсового проекта по заданию 1

Э.Д.Немченко

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

По выполнению курсового проекта по дисциплине

«Схемотехника радиотехнических устройств»

Донецк 2012

Курсовой проект по дисциплине «Схемотехніка РТ пристроїв» имеет целью углубить, систематизировать знания студентов, полученные ими при изучении этой дисциплины на III и IV курсах специальности 5.05090101 «Конструювання, виробництво та технічне обслуговування радіотехнічних пристроїв», дать студентам возможность получить навыки практической работы разработчика-схемотехника на начальних этапах проектирования.

Курсовой проект включает в себя вопросы проектирования РТ узлов как на дискретной элементной базе, так и на базе ИМС.

Первая часть проекта предусматривает проведение, с использованием графо-аналитических методов построения, выбора режима работы транзистора, определение его динамических параметров исходя из ВАХ, и далее − расчет параметров (коэффициента усиления, а также коэффициентов нелинейных искажений и температурной нестабильности) транзисторного усилительного каскада заданного вида.

Вторая часть проекта предусматривает проектирование функциональных узлов на базе ИМС операционных усилителей, типы которых выбираются студентами по результатам проведенных ими расчётов и обоснований.

Все результаты выполненных работ оформляются студентами в виде пояснительной записки, оформленной в соответствии с действующим стандартом техникума. Разделы пояснительной записки должны включать в себя сведения, упомянутые далее по тексту.

Графическая часть проекта должна включать в себя схемы принципиальные электрические и перечни элементов проектируемых узлов, оформленные, конечно же, в соответствии со стандартом техникума и требованиями ЕСКД.

Задание 1. Расчёт параметров линейных схем замещения транзистора.

Задание.

1.1а. Используя статические выходные характеристики (ВАХ) биполярного транзистора, выделить область линейной работы биполярного транзистора. Выбрать рабочую точку транзистора по постоянному току (точка покоя) в середине этой области и определить h-параметры для схемы его включения с ОЭ. Рассчитать h-параметры для схем включения ОБ, ОК. Привести схему замещения биполярного транзистора в h-параметрах для СЗЧ и всех областей частот.

1.1б. На стоко-затворной ВАХ полевого транзистора выделить область насыщения тока стока (пентодная область). Выбрать рабочую точку транзистора по постоянному току (точка покоя) в середине этой области и определить параметры линейной схемы замещения. Привести линейную схему замещения полевого транзистора для СЗЧ и всех областей частот.

Варианты заданий приведены в табл.1.1 и выбираются согласно номеру в списке группы.

Табл.1.1. Варианты заданий к задаче 1

№ вари анта	Тип транзистора
№ вари анта	Биполярн.	Полевого
1	КТ315Г	КП303В
2	КТ312А	КП302А
3	КТ216А	КП103К
4	КТ312Б	КП302Б
5	КТ218	КП103Л
6	КТ315Б	КП30ЗГ
7	КТ602А	КП103М
8	КТ315В	КП303Е
9	ГТ335А	КП303А
10	КТ312В	КП302В
11	КТ601А	КП103Л
12	КТ603А	КП303Е

КТ315Г

КП303Е

14	КТ312А	КП103Л
15	КТ216А	КП302В
16	КТ312Б	КП30АБ
17	КТ218Г	КП303Г
18	КТ315Б	КП103М
19	КТ602А	КП303Г
20	КТ315В	КП302Б
21	ГТ335А	КП103Л
22	КТ312В	КП302В
23	КТ601А	КП303Е
24	КТ603А	КП103М
25	КТ315Б	КПЗ03Г
26	КТ602А	КП103Л
27	КТ315Г	КП302Б
28	КТ312Б	КП303Б

Методика расчёта параметров схем замещения транзистора

Задача 1.1 состоит из двух частей: расчёт h-параметров схемы замещения биполярного транзистора (задача 1.1а) и расчёт параметров схемы замещения полевого транзистора (задача 1.1б).

Теоретические соотношения и их выводы приведены в литературе [1-4]. Особенно следует выделить работы [3, 4], где наиболее полно представлены данные вопросы. В работе [5], помимо кратких теоретических сведений, приведены многочисленные примеры расчёта и применения параметров, а так же самих схем замещения.

На рис.1.1 и 1.2 приведены входная и выходная ВАХ биполярного транзистора с необходимыми построениями для решения задачи 1.1а. Рекомендуется следующая последовательность действий по расчёту h-параметров схемы замещения биполярного транзистора:

- из приложения А выбрать входную и выходную ВАХ заданного транзистора и на миллиметровке нарисовать их в масштабе 2:1 или 3:1;

- из таблицы приложения В выбрать параметры заданного транзистора;

- на выходных ВАХ заданного транзистора выделить область его линейной работы;

- на оси напряжений выходной ВАХ отметить точку Е_к;

- разделив пополам отрезок U _к _нас- Е_к, получим точку U_ко;

- из точки U_ко восстановить перпендикуляр к оси напряжений и отметить его точки пересечения с ВАХ J_Б0 (точка ж) и линией Р_Кдоп (точка е);

- отрезок е-ж делим пополам и получим положение точки покоя А (J_Б0, U_K_о, J_ко) биполярного транзистора на выходной ВАХ;

- переносим точку покоя А на входную ВАХ транзистора: из точки J_Бо проводим прямую параллельную оси напряжений до её пересечения с ВАХ U_кэ=Х (с этой ВАХ «сливаются» все другие, у которых величина напряжения U_кэ >X);

- проводим построения, в окрестности точки покоя А на входных и выходных ВАХ и записываем значения приращений: ∆J_к = (J_к2-J_ко), ∆J_б= (J_б2- J_бо), ∆U_к= (0-U_ко) = U_ко, ∆J_к'= (J_к2'-J_ко), ∆U_к'= (Е_к-U_ко), ∆U_б= (U_б2-U_бо), ∆U_б'= (U_б1-U_бо);

- рассчитываем h - параметры для схемы включения транзистора с ОЭ;

- на основе полученных h-параметров для схемы ОЭ, проводим расчёт h-параметров для схем с ОК и ОБ.

Поясним ряд особенностей при выполнении отдельных шагов алгоритма расчёта h-параметров. При выделении области линейной работы транзистора и её середины необходимо провести ряд простейших расчётов:

1) построение линии допустимой мощности рассеивания Р_кдоппроводится по следующему соотношению:

Р_кдоп= U_кэ × J_к,

где Р_к _доп- значение максимальной (допустимой) мощности рассеивания на коллекторе транзистора.

При этом одной из величин – или током коллектора J_к, или напряжением U_кэ необходимо задаться и вычислить другую;

2) величина напряжения питания транзисторного каскада Е_крассчитывается по формуле Е_к = (0,8-0,9) U_кэ_max

и выбирается из стандартного ряда, например, 5, 6, 9, 12, 15, 18, 24, 27, 36 В.

Расчётные соотношения для h - параметров:

- способ включения ОЭ

h_11Э = ∆U_б /∆J_б, Ом;

h_12Э= ∆U_б'/U_ко;

h_21Э = ∆J_к /∆J_б;

h_22Э = ∆J_к'/∆U_к' , Сим;

- способ включения ОК

h_11К = h_11Э, Ом;

h_12К= 1;

h_21К = − (1+ h_21Э),

h_22К = h_22Э (Сим);

- способ включения ОБ

h_11б = h_11Э/(1+h_21Э), Ом;

h_12б= (∆h_Э − h_21Э)/(1+ h_21Э);

h_21б = − ( h_21Э/(1+ h_21Э));

h_22б = h_22Э/(1+h_21Э), Сим;

где ∆h_Э= h_11Эh_22Э− h_12Эh_21Э, а знак минус обозначает противоположное направление тока J₂ (рис.1.3а).

Рис.1.1. Построения на входной ВАХ Рис.1.2. Построения на выходной ВАХ

при расчете h-параметров. при расчете h-параметров.

На рис.1.3а представлена схема замещения биполярного транзистора в области СЗЧ (средних звуковых частот, в которой действием реактивных элементов можно пренебречь) для любого из его способов включения. Способ включения транзистора «проявляется» в виде индекса (Э - общий эмиттер, К - общий коллектор или Б - общая база) у h - параметра и заменой переменных составляющих токов и напряжений на конкретные переменные (например, u_БЭ, J_Б и т.п.). Влияние частоты входного сигнала на работу транзистора отражается путём введения в его схему замещения межэлектродных ёмкостей, величины которых приведены в справочнике.

Такая схема замещения справедлива не только для СЗЧ, но и для НЗЧ (низкие звуковые частоты) и ВЗЧ (верхние звуковые частоты).

Рис.1.3а. Схема замещения биполярного транзистора.

Рис.1.3б. Схема замещения полевого

транзистора

Задача 1.1б решается, используя стоко-затворную ВАХ полевого транзистора (рис.1.4). Отметим, что действия (алгоритм) по выделению пентодной области полевого транзистора и выбору его точки покоя практически идентичны действиям для биполярного транзистора. Отличия в обозначениях параметров и названиях областей работы транзистора. Так пентодная область ограничена: слева - границей омической области (линия 0 - 5¹ -4¹ - З¹ - 2¹- 1¹ - О¹), справа - перпендикуляром в точке U_СИМАХ,сверху - ВАХ U_ЗИи линией Р_СДОП (точки а, б), снизу - ось напряжения U_СИ. Кроме того, схема замещения полевого транзистора (рис.1.3б) намного проще биполярного (биполярный транзистор называют существенно нелинейным элементом!), не зависит от способа его включения и требует только двух параметров: внутреннего сопротивления Ri (в кОм) и коэффициента передачи по напряжению = S × Ri, где S - крутизна стоко-затворной ВАХ в районе точки покоя А (в мА/В).

Расчёт параметров схемы замещения полевого транзистора проводим, используя следующие соотношения:

R_i = ∆U_C¹/∆J_C¹; S= ∆J_C/∆U_ЗИ, где ∆U_ЗИ= U_ЗИ2 − U_ЗО.

Рис.1.4. Построения на стоко-затворной ВАХ полевого транзистора

при расчете параметров Ri и S

Содержание пояснительной записки курсового проекта по заданию 1

В ходе написания пояснительной записки необходимо придерживаться следующего содержания:

- задание;

- краткое изложение теоретических сведений о схеме замещения (способы включения транзистора, аналитические соотношения для параметров схемы замещения и их физический смысл);

- перечислить области работы транзистора, и в каких электронных устройствах они используются;

- входная, выходная (стоко-затворная) ВАХ транзистора с необходимыми построениями;

- расчётные соотношения для параметров схем замещения и их величины (не забывайте о размерности параметров!);

- рисунки схем замещения в СЗЧ и для любой области частот (привести величины межэлектродных ёмкостей).

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 451; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!