Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни




НазваМіністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни
Сторінка2/8
Дата конвертації07.03.2013
Розмір0.68 Mb.
ТипДокументы
uchni.com.ua > Фізика > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8
^

Лабораторна робота № 1 Моделювання біполярного транзистора по постійному струму



Мета роботи – вивчення математичної моделі Еберса-Мола біполярного транзистора.

^ Теоретичні відомості
Для опису біполярного транзистора по постійному струму широко використовується інжекційна модель Еберса-Мола [1]. Її спрощений варіант для n-p-n транзистора представлений на рис.1.1 Напрями струмів і полярність напруги, вказані на малюнку відповідають нормальному включенню транзистора, коли перехід база-емітер відкритий, а перехід база-колектор закритий. Діод VD1 моделює перехід база-емітер. Джерело струму, , враховує проходження частини струму цього переходу в область колектора, тут - коефіцієнт передачі по струму транзистора із загальною базою (ЗБ) при нормальному включенні. У свою чергу діод VD2 моделює перехід база-колектор, а джерело - проходження частини струму цього переходу в область емітера. - коефіцієнт передачі по струму транзистора з ЗБ при інверсному включенні, тобто при зворотній в порівнянні з рис.1.1. полярністю напруг.


Рисунок 1.1 – Модель Эберса-Мола транзистора
Струми переходу моделюються експоненціальними залежностями:

(1.1)

где ,- струми насичення емітерного і колектора переходів,

- тепловий потенціал

Зв'язок між струменями і напругими на електродах транзистора визначаються співвідношеннями:
(1.2)

При складанні моделі транзистора з p-n-p провідністю в схемі на рис. 1.1 достатньо змінити полярність включання діодів і джерел струму.

За допомогою співвідношень (1.1), (1.2) можуть бути складені залежності для вольтамперних характеристик (ВАХ) транзистора для будь-якої схеми його вмикання і в будь-якій системі параметрів.

При вмиканні транзистора з ЗБ, як вказано на рис.1.1, його струми розраховуються через струми переходів (1.1) таким чином:

(1.3)

Дані співвідношення моделюють вхідну і вихідну вольтамперні характеристики, відповідні системі статичних Y-параметрів транзистора з ЗБ.

При включенні транзисторів із загальним емітером (ЗЕ) відповідно до (1.2) має місце:



Звідси з обліком (1.3) слідують співвідношення для вхідної і вихідної вольтамперні характеристики транзистора з ЗЕ в системі статичних Y-параметрів:

(1.4)

Для транзистора із загальним колектором (ЗК):



Звідси з обліком (1.3) слідують співвідношення для вхідної і вихідної вольтамперні характеристики у вигляді статичних Y-параметрів транзистора з ЗК:

(1.5)

Типові значення напруги складають одиниці вольт, - долі вольта; типові значення струму - одиниці міліампер, - десяті і соті долі міліампера.

Для типових значень, що становлять одиниці вольт, другими доданками в (1.3) можна нехтувати і одержати залежність для коефіцієнта передачі по струму в схемі з ЗБ:

. (1.6)

Аналогічно з (1.4) витікає співвідношення

(1.7)

для коефіцієнта передачі по струму транзистора з ЗЕ.

Вольтамперні характеристики (1.3) – (1.5) графічно представляються у вигляді сімейства кривих, що описують вхідний струм від вхідної напруги при постійній вихідній.

Для транзистора з ЗБ:

(1.8)

Для транзистора с ЗЕ:

(1.9)

Для транзистора с ЗК:

(1.10)

По вольтамперныих характеристиках (1.3) – (1.5) можуть бути визначені динамічні у-параметри транзистора, використовувані при розрахунках схем в режимі малого сигналу. Наприклад, для транзистора ЗЕ з (1.4) слідує:

(1.11)

де - вхідна провідність, - провідність прямої передачі, - провідність зворотної передачі, - вихідна провідність.
Лабораторне завдання
Завдання передбачає моделювання вольтамперних характеристик і динамічних параметрів біполярного транзистора Варіанти завдань приведені в таблиці 1.1. Вибір варіанту завдання здійснюється після 4-го останнім цифрам номера студентського квитка. Наприклад, для восьмизначного номера (n=8) варіант визначається по 8-й, 7-й, 6-й і 5-й цифрами. Дані беруться на перетині стовпця, відповідного порядковому номеру цифри, і рядка, відповідної значенню цифри.
Таблиця 1.1

Цифри

номеру

Останні чотири цифри номера студентського квитка

(n-3)-а

(n-2)-а

(n-1)-а

n-а

Α





Включення

0

0.95

10-14

10-8

ЗБ

1

0.96

10-13

10-9

ЗЕ

2

0.97

10-12

10-10

ЗК

3

0.94

10-11

10-11

ЗБ

4

0.98

10-10

10-10

ЗЕ

5

0.95

10-11

10-9

ЗК

6

0.96

10-12

10-8

ЗБ

7

0.97

10-13

10-9

ЗЕ

8

0.94

10-14

10-10

ЗК

9

0.96

10-13

10-11

ЗБ


Додаткові дані: В, .

У роботі необхідно:

  1. По співвідношеннях (1.3) – (1.5), (1.8) – (1.10) скласти програми для побудови вольтамперних характеристик транзистора в графічній формі. Напругу змінювати в межах від 0 до 1 В, напруги, - в межах від 0 до 10 В. Семейства вхідних і вихідних характеристик повинні містити по три криві, побудовані для значень В і значень або , рівних 0, 5, 10 В.

  2. По співвідношеннях (1.6), (1.7) визначити коефіцієнти передачі по струму при включенні транзистора з ЗБ і ЗЕ.

  3. По співвідношеннях, аналогічних (1.11), визначити динамічні параметри для заданої схеми включення транзистора при двох варіантах напруг. Для схеми з ЗЕ при В, В та В, В. Для схеми с ЗБ при В, В та В, В. Для схеми с ЗК при В, В та В, В.

При складанні програм доцільно спочатку визначити функції струму від напруг. Наприклад, функцію для iк записати по співвідношенню (1.3) у вигляді . Аналогічно задати функції для похідних. Наприклад, на підставі (1.11) записати

,

скориставшись символом диференціювання на панелі інструментів Сalculus.
Зміст звіту


  1. Короткі теоретичні відомості, розрахункові формули, еквівалентні схеми.

  2. Графіки сімейства вхідних і вихідних характеристик транзистора.

  3. Значення коефіцієнтів передачі по струму α, β.

  4. Значення динамічних параметрів транзистора.

  5. Висновки по виконаній роботі.


Контрольні питання


  1. Намалюйте модель Еберса-Молла для n-p-n транзистора. Поясніть призначення елементів.

  2. Намалюйте модель Еберса-Молла для p-n-p транзистора. Поясніть призначення елементів.

  3. Запишіть залежність для струмів переходів.

  4. Складіть залежності і для транзистора з ЗБ.

  5. Складіть залежності і для транзистора з ЗЕ.

  6. Складіть залежності і для транзистора з ЗК.

  7. Що таке нормальний і інверсний режим роботи транзистора?

  8. Як визначається коефіцієнт передачі по струму транзистора з ЗБ?

  9. Як визначається коефіцієнт передачі по струму транзистора з ЗЕ?

  10. Зв'язок між коефіцієнтами передачі по струму транзистора з ЗБ і ЗЕ.

  11. Як визначаються динамічні параметри транзистора?


1   2   3   4   5   6   7   8

Схожі:

Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМіністерство освіти І науки України Національний технічний університет України
Методичні вказівки з виконання лабораторних робіт з дисципліни “Теорія автоматичного управління ” для студентів напрямку 0906 Електротехніка....
Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни національний технічний університет україни
Методичні вказівки до лабораторних робіт із дисципліни “Аудит І фінансово-управлінський облік (з використанням комп’ютерних технологій)”...
Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни Донецький Національний Технічний Університет
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт та самостійної роботи по курсу "Web-технології" (для студентів спеціальності 091502)....
Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни гуманітарний університет
Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни “системи штучного інтелекту”
Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМіністерство освіти І науки України Запорізький національний технічний...

Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМіністерство освіти І науки України Запорізький національний технічний...

Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни дніпродзержинський державний...
Методичні вказівки для самостійної роботи з дисципліни «Управління проектами енерговикористання» для студентів за напрямом 0000 -«Специфічні...
Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМетодичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни “Основи системного ана­лізу” для сту­дентів всіх форм нав­чан­ня спе­ці­альності...
Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМіністерство освіти І науки України дніпродзержинський державний...
Методичні вказівки до виконання курсового проекту “Розрахунок регенератора мартенівської печі” для студентів 3-го курсу спеціальності...
Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни східноукраїнський національний...
Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи з дисципліни: «Цивільна оборона» (для студентів усіх спеціальностей...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2014
звернутися до адміністрації
uchni.com.ua
Головна сторінка