Содержание

Контрольные задания………………………………………………………….3

Задача 1. Расчёт параметров диодов………………………………………6

Задача 2. Расчёт параметров биполярных и полевых транзисторов по ВАХ……………………………………………………………………..10

Задача 3. Расчёт резисторного каскада на полевом транзисторе………………………………………………………………...13

Задача 4. Расчёт двухтактного бестрансформаторного каскада……………………………………………………………………...16

Задача 5. Расчёт дифференциального усилителя……………………21

Приложение А Вольт-амперные характеристики диодов……...…………………………………………………………………..25

Приложение Б Вольт-амперные характеристики биполярных

транзисторов…………………………………………………………………..28

Приложение В Вольт-амперные характеристики полевых транзисторов...32

Приложение Г Условное графическое обозначение элементов…………...34

Список использованных источников………………………………………...35

Задача 1

1. Приведите вольт-амперную характеристику (ВАХ) выпрямительного диода в соответствии с заданным вариантом и определите по ней основные параметры.

Исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные для расчёта

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тип диода	Д7Б	Д2Б	Д10Б	Д219А	Д206	Д11	Д202	Д12А	Д20	Д242

Методические рекомендации

по решению задачи 1

Перед выполнением задания изучите материал [2], с. 41 – 59.

1.1Приводим ВАХ выпрямительного диода в соответствии с заданием из приложения А на рисунке 1.

Рисунок 1 – ВАХ выпрямительного диода

1.2Определим крутизну

1.3Внутреннее сопротивление переменному току

1.4Сопротивление постоянному току

1.5Сопротивление диода при обратном включении

1.6Коэффициент выпрямления

при U_пр = U_обр = 1 В

2.Приведите вольт-амперную характеристику (ВАХ) стабилитрона в соответствии с заданным вариантом, и определите по ней основные параметры.

Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Исходные данные для расчёта

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тип стабилитрона	Д811	Д814Д	Д815Ж	Д 817Г	Д 818В	КС 156А	КС 168А	КС 213Б	КС 211Д	КС 456А

2.1Приводим ВАХ стабилитрона в соответствии с заданием из приложения А на рисунке 2.

Рисунок 2 – ВАХ стабилитрона

2.2Напряжение стабилизации (соответствует среднему току стабилизации)

2.3Максимальный ток стабилизации

2.4Минимальный ток стабилизации

2.5Дифференциальное сопротивление

2.6Сопротивление постоянному току

2.7Температурный коэффициент напряжения

Принимаем .

Задача 2

Расчёт параметров транзисторов

1.Приведите вольт-амперные характеристики (ВАХ) биполярного транзистора в соответствии с заданным вариантом и определите по ним h-параметры.

Исходные данные приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Исходные данные для расчёта

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тип транзистора	КТ 814Г	КТ 816Б	КТ 818А	КТ 502А	ГТ 404А	КТ 503А	КТ 808А	КТ 805А	КТ 604Б	ГТ 806

Методические рекомендации

по решению задачи 2

Перед выполнением задания изучите материал [2], с. 60 – 119.

1.1Приводим ВАХ биполярного транзистора (входные и выходные) в соответствии с заданием из приложения Б на рисунке 3.

Рисунок 3 – ВАХ биполярного транзистора: а) входные ВАХ;

б) выходные ВАХ

1.2Входное дифференциальное сопротивление транзистора:

1.3Коэффициент обратной связи по напряжению:

1.4Коэффициент усиления по току:

1.5Выходная проводимость:

2.Приведите вольт-амперные характеристики (ВАХ) полевого транзистора в соответствии с заданным вариантом и определите по ним основные параметры.

Исходные данные приведены в таблице 4

Таблица 4 – Исходные данные для расчёта

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тип транзистора	КП 103И	КП 103К	КП 103Л	КП 103М	КП 201Е	КП 201И	КП 201К	КП 201Л	КП 302А	КП 302Б

2.1Приводим выходные ВАХ полевого транзистора в соответствии с заданием из приложения В на рисунке 4.

Рисунок 4 – ВАХ полевого транзистора

2. Определим крутизну:

2.3Выходное сопротивление:

2.4Входное сопротивление:

2.5Статический коэффициент усиления:

Задача 3

Расчёт резисторного каскада на полевом транзисторе

Рассчитайте резисторный каскад предварительного усиления гармонических сигналов на полевом транзисторе. Транзистор включён по схеме с общим истоком.

Ответ должен содержать:

а)принципиальную. схему каскада;

б)расчёт режима работы транзистора по постоянному току;

в)расчёт элементов схемы;

г)расчёт коэффициентов усиления каскада и коэффициента частотных искажений.

Исходные данные приведены в таблице 5

Таблица 5 – Исходные данные для расчёта

Вариант	Тип транзистора	Рекомендуе-мые данные режима работы			Напряже-ние на входе следую-щего каскада Uвх.сл,В		Нижняя частота рабочего диапазо-на fн,Гц		Верхняя частота рабочего диапазо-на fв,кГц		Емкость,на- гружающая каскад C0,пф		Крутизна S
		Uзи0,В	Uси0,В
1	КП302Б	-1	10	0,7		70		1000		40		5
2	КП103Л	2	6	0,4		40		800		75		3
3	КП201К	0,5	6	0,6		60		900		80		1,4
4	КП302А	-0,5	10	0,5		50		500		50		5
5	КП201И	0,4	6	0,3		80		750		30		0,8
6	КП103И	0,5	7	0,45		50		600		35		2
7	КП103К	0,1	8	0,55		70		700		45		2,5
8	КП103М	1	6	0,35		60		900		65		3,5
9	КП201Е	-0,2	5	0,5		30		850		55		0,4
10	КП201Л	0,5	7	0,5		40		950		70		1,8

Принципиальная схема каскада приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Принципиальная схема резисторного каскада

Методические рекомендации

по решению задачи 3

Перед выполнением задания изучите материал [2], с. 297 – 310.

1 Приводим принципиальную схему каскада ( рисунок 5).

2 Запишем исходные данные в соответствии со своим вариантом

3 Произведём расчёт резисторного каскада:

3.1 Напряжение источника питания

3.2 По стоковым характеристикам транзистора из приложения Б определим I_c0 по заданным U_cи0 и U_зи0

3.3 Сопротивление в истоковой цепи

Принимаем стандартное значение

3.4 Сопротивление нагрузки в цепи стока

Принимаем стандартное значение

3.5 Сопротивление развязывающего фильтра

где

Принимаем стандартное значение

3.6 Ёмкость разделительного конденсатора

Принимаем стандартное значение Ср

3.7 Ёмкость блокировочного конденсатора

Принимаем стандартное значение С_и

3.8 Ёмкость фильтра принимаем равной С_и , С_Ф = С_и

3.9 Сопротивление на затворе Rз принимаем от 300 до 500 кОм и определяем падение напряжения на этом сопротивлении

где - постоянный ток затвора, принимаем равным 1 нА.

3.10 Коэффициент усиления на средних частотах

3.11 Коэффициент частотных искажений в области верхних частот

Задача 4

Расчёт двухтактного бестрансформаторного каскада.

Рассчитайте двух тактный бестрансформаторный каскад мощного усиления гармонических сигналов на комплементарной паре транзисторов. Транзисторы включены по схеме с общим коллектором.

Ответ должен содержать:

а)принципиальную. схему каскада;

б)расчёт отдаваемой каскадом мощности и входной мощности сигнала;

в)расчёт элементов схемы;

г)расчёт оптимального режима работы транзистора

Исходные данные для расчёта приведены в таблице 6

Таблица 6 – Исходные данные для расчёта

Номер варианта	Типы транзисторов	Мощность сигнала Рн, Вт	Сопротивление нагрузки Rн, Ом	Напряжение источника Е, В
1	КТ814Г, КТ815Г	10	15	40
2	КТ818В, КТ 819В	20	8	42
3	КТ816Б, КТ817Б	23	10	48
4	КТ814В, КТ815В	20	18	60
5	КТ818А, КТ819А	35	8	56
6	КТ818Г, КТ819Г	25	10	50
7	КТ816А, КТ817А	16	14	46
8	КТ814Г, КТ815Г	10	12	38
9	КТ816Г, КТ817Г	8	11	30
10	КТ818Б, КТ819Б	50	7	60

Принципиальная схема каскада приведена на рисунке 6

Рисунок 6 – Принципиальная схема двухтактного каскада.

Методические рекомендации

по решению задачи 4

Изучите материал по учебнику [2] с. 330 – 335.

1 Приводим схему заданного каскада (рисунок 6)

2 Приводим выходные и входную характеристики заданного транзистора из приложения Б.

а б

Рисунок 7 – Выходные (а) и входная (б) характеристики транзисторов

3 Произведём расчёт бестрансформаторного каскада:

3.1 Мощность, которую должны обеспечить транзисторы обоих плеч каскада с учётом потерь в цепях эмиттеров

3.2 Максимальный ток коллектора

3.3 Напряжение в точке покоя

3.4 Коллекторный ток при U_кэ=0

3.5 Построим нагрузочную прямую по двум точкам (см. рисунок 7):

А – ,

В –

. Определим из построений: U_ост =

3.6 Амплитуда выходного напряжения

3.7 Отдаваемая каскадом мощность

3.8 Допустимый ток коллектора в точке покоя

3.9 Определим из построений (рисунок 6.2) I_бmax= и I_б0 = , затем отметим их на входной характеристике.

3.10 По входной характеристике определим U_бэ0= ; U _бэmax = .

3.11 Амплитуда тока входного сигнала для одного плеча

3.12 Амплитуда напряжения входного сигнала

3.13 Выпишем значения параметров, определяющие режим работы транзисторов:

U_кэ0 =

I_к0 =

U_бэ0 =

I_б0 =

3.14 Сопротивление резисторов эмиттерной стабилизации

R2 = R3 = 0,05·R_н

3.15 Мощность, рассеиваемая на этих резисторах

3.16 Амплитуда входного напряжения с учётом того, что транзисторы включены по схеме с общим коллектором. Расчёт ведём для одного плеча.

3.17 Входная мощность сигнала для одного плеча

3.18 Входное сопротивление плеча

3.19 Ёмкость разделительного конденсатора

где f_н – нижняя предельная частота усиления, принимаем f_н = 50 Гц;

R’_н – эквивалентное сопротивление нагрузки с учётом выходного сопротивления оконечного каскада, R’_н =(1,2…1,3) ·R_н .

Принимаем стандартное значение C

3.20 Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора

Задача 5

Расчёт дифференциального усилителя.

Рассчитайте дифференциальный усилитель малых сигналов на операционном усилителе.

Ответ должен содержать:

а)принципиальную. схему каскада;

б) справочные данные заданного ОУ;

в)расчёт элементов схемы;

г)расчёт допустимой точности используемых в схеме резисторов.

.

Исходные данные для расчёта приведены в таблице 7

Таблица 7 – Исходные данные для расчёта

Ва-ри-ант	Тип ОУ	Коэффициент усиления сигнала Kuд	Амплитуда входного сигнала Uвхm, мВ	Диапазон температур среды T,	Внутреннее сопротивление источника сигнала Ro, Ом	Входная ёмкость ОУ, пФ
1	К140УД1А	200	10	50	4	5
2	К140УД2А	300	20	40	8	10
3	К140УД6	400	30	30	12	5
4	К140УД7	500	40	50	16	10
5	К140УД8А	600	50	40	4	5
6	К140УД8Б	200	10	30	8	10
7	К140УД9	300	20	50	12	5
8	К140УД11	400	30	40	16	10
9	К153УД1А	500	40	30	4	5
10	К153УД2	600	50	50	8	10

Схема дифференциального усилителя малых сигналов приведена на рисунке 8

Рисунок 8 – Принципиальная схема дифференциального усилителя малых сигналов

Основные параметры операционных усилителей представлены

в таблице 8.

Таблица 8 – Основные параметры операционных усилителей

Тип ОУ	Uип ном, В	Uвх max, В	Uвых max, В	Iвх, мкА ≤	Ку ≥	Uсм, мВ, ≤	∆Iвх, нА, ≤	Косс, дБ ≥	ƒ1, МГц, ≥	Uсм/T, мкВ/
К140УД1А	±6,3	±1,2	±2,8	7	500	9	2800	60	5	20
К140УД2А	±12,6	±4	±10	0,7	35000	5	260	80	2	2
К140УД6	±15	±15	±11	0,1	30000	10	25	70	1	20
К140УД7	±15	±12	±10,5	0,4	30000	9	200	70	0,8	50
К140УД8А	±15	±10	±10	0,0002	50000	20	0,1	64	1	50
К140УД8Б	±15	±10	±10	0,0002	20000	30	0,5	64	1	50
К140УД9	±12,6	±4	±10	0,35	35000	5	100	80	5	20
К140УД11	±15	±15	±12	0,5	25000	10	200	70	5	11
К153УД1А	±15	±5	±10	1,5	15000	7,5	500	65	1	20
К153УД2	±15	±15	±10	1,5	20000	10	500	65	1	20

Методические рекомендации

по решению задачи 5

Изучите материал по учебнику [2] с336 – 344.

1 Приведём исходные данные в соответствии со своим вариантом

2 Начертим схему рассчитываемого каскада,

3 Выпишем справочные данные заданного ОУ,

4 Рассчитаем схему дифференциального усилителя:

Условие баланса схемы: R1=R2, R3=R4

4.1 Коэффициент усиления дифференциального сигнала

4.2 .Входное сопротивление схемы

4.3 Сопротивление резистора

Принимаем стандартное R1=R2=

4.4 Сопротивления резисторов

Принимаем стандартное R3=R4=

4.5 Допустимую погрешность баланса определим из формулы

Косс = - 20lg

,

где 2 – допустимая погрешность двух сопротивлений резисторов

4.6 Допустимая погрешность сопротивлений резисторов =/ 2

4.7 Напряжение выходного сигнала

4.8 Ёмкость конденсатора C1 выберем равной входной ёмкости ОУ, для подавления переходных процессов при скачкообразном изменении входного сигнала

C1=

4.9 Температурный дрейф ОУ, приведённый ко входу составляет

U_{др =} (U_см/T)T

4.10 С2 и С3 являются конденсаторами фильтра источника питания, принимаем в мкФ.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Вольт-амперные характеристики(ВАХ) диодов