Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание 1

Рассчитать и построить ВАХ идеализированного кремниевого диода в пределах изменения напряжения от -10 до +0,7 В при Т=300К и обратном токе насыщения, равном I₀. Величина константы kT/q для Т=300 К будет 0,026 В.

Определить дифференциальное сопротивление R_диф, сопротивление диода постоянному току R₀ для заданных значений U_пр. Величины I₀, U_пр приведены в таблице 1.

Для варианта 17 значения: U_пр = 0,2 В, I₀ = 1.2 нА.

Рассчитаем ВАХ в соответствии с выражением :

Для прямой ветви (U > 0):

Для обратной ветви (U < 0):

Так как в масштабе U[-10;0,7] линия значения тока резко уходит вверх на довольно большие значения, уменьшим масштаб до U[-0,5;0,4] для обеспечения возможности определения дифференциального сопротивления диода в точке U_пр = 0,2 В.

Рис.1. График построенной ВАХ диода представлен на рис. 1.

Для определения дифференциального сопротивления диода в заданной точке U_пр=0,2В, отметим на характеристике рабочую точку А, соответствующую данному значению прямого напряжения.

Зададим приращение ?U = 0,03 В. При этом, приращение тока будет составлять:

?I = 8,34•10^-6 - 2,63•10^-6 =5,71•10^-6 А; (1)

Таким образом, дифференциальное сопротивление диода равно:

(2)

Сопротивление постоянному току диода в рабочей точке А:

;(3)

Таким образом, условие, при котором R₀ > r_диф выполняется.

Задание 2

Стабилитрон подключен для стабилизации напряжения параллельно резистору нагрузки RH. Параметры стабилитрона Uст, Iст.min, Iст.max и сопротивление нагрузки Rн приведены в таблице 2. Определите величину сопротивления ограничительного резистора Rогр, если напряжение источника Е0 изменяется от Emin=20 В до Emax=30 B. Будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменений напряжения источника Е?

Параметры стабилитрона для 17 варианта:

U_ст=9 В, I_{ст min}=5мА, I_{ст max}=30 мА, R_Н=1 кОм.

Решение

Средний ток стабилитрона равен:

мА;(4)

Средняя величина питающего напряжения будет равна:

;(5)

Ток нагрузки:

А;(6)

Величина ограничивающего резистора находится из выражения:

, откуда

Ом;(7)

Определим границы допустимого диапазона изменения входного напряжения:

В;

В;

Таким образом, в данном случае, стабилизация будет осуществляться во всем диапазоне U_вх, поскольку U_{вх min доп} < U_{вх min зад.}

Задание 3

Усилительный каскад выполнен на полевом транзисторе типа 2П302А по схеме с общим источником и резистором нагрузки Rc в цепи стока. Напряжение смещения на затворе создается за счет включения в цепь истока резистора Ru. Значения сопротивления резистора Rc, напряжения на затворе в режиме покоя Uзио и ЭДС источника Ес приведены в таблице 3.

в) в найденной рабочей точке определить сопротивление резистора в цепи истока Ru и малосигнальные параметры S, Ri и ;

г) графоаналитическим методом определить параметры режима усиления Sp, K и Р при амплитуде входного сигнала Umзu=0,25 B.

R_С= 0,35кОм, U_ЗИ0= -0,5В, E_c = 16 В.

1. Принципиальная схема усилителя представлена на рис. 2:

Рис. 2

2. При напряжении питания усилителя E_c = 16 В:

Тогда А;(8)

Рис.3.

Построим нагрузочную прямую через точки [I_C = 44 мА, E_c = 0 В] и [I_C = 0 мА, E_c = 16 В] (рис. 3).

Рабочей точкой будет являться точка «О» на пересечении нагрузочной прямой и характеристики, соответствующей заданному значению

В.

I_C0 = 22 мА; U_СИ0 = 10 В;

3. Сопротивление резистора в цепи истока находим по формуле:

4.

Ом;(9)

Малосигнальные параметры:

;(10)

Ом;(11)

;(12)

5. Коэффициент усиления по напряжению:

(13)

Выходная мощность:

Вт;(14)

Задание 4

Фотодиод включен последовательно с источником питания и нагрузочным резистором RH. Обратный ток насыщения затемненного фотодиода (темновой ток) равен I0.

Фототок диода в фотогальваническом режиме при коротком замыкании перехода составляет Iф1 при потоке световой энергии Ф1; Iф2 при потоке световой энергии Ф2; Iф3=0 при потоке световой энергии Ф3=0.

Вычислить и построить семейство ВАХ идеализированного фотодиода для световых потоков Ф1, Ф2. и Ф3 в области напряжений U от 0 до - 10 В (при расчетах принять, что фототок не зависит от напряжения на запертом переходе; Т = 300 К). усилитель фотодиод резистор кремниевый диод

Определить напряжение холостого хода Uxx перехода диода для Ф1, Ф2 и Ф3 и значения Ф1,2 (лм), считая токовую чувствительность при монохроматическом световом потоке равной Si=1,510-2 мкА/лм.

Описать принцип работы, характеристики и параметры фотодиода. Значения, I0, Iф1, Iф2 приведены в таблице 4.

Для варианта 17:

I₀= 20 мкА, R= 90 кОм, I_Ц1 = 20 мкА, I_Ц2 = 50 мкА

Фотодиоды могут работать в одном из двух режимов:

1) без внешнего источника электрической энергии (вентильный, фотогенераторный или фотогальвонический режим);

2) с внешним источником электрической энергии (фотодиодный или фотопреобразовательный режим).

Напряжение холостого хода фотодиода для Ф₁, Ф₂, Ф₃:

В;

В; (15)

В;

Потоки световой энергии Ф₁ и Ф₂:

лм;(16)

лм;

Построим ВАХ идеализированного фотодиода для световых потоков Ф₁, Ф₂, Ф₃ в диапазоне напряжений U от U_хх до -10В (рис. 10):

; (17)

Из данных характеристик видим, что при увеличении светового потока растет обратная проводимость фотодиода. Прямая проводимость не зависит от светового потока.

Список использованной литературы

1. Транзисторы для аппаратуры широкого применения (справочник); под ред. Б.Л. Перельмана - М: Радио и связь, 1981.

2. Булычев А.Л., Лямин П.М., Тулинов Е.С. Электронные приборы. - Мн. Выш. Шк. 1999

3. Ткаченко Ф.А. Техническая электроника: Уч. пособие, Мн.: Дизайн ПРО, 2000.

4. Электронные приборы/Под ред. Г.Г. Шишкина. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

5. Терехов В.А. Задачник по электронным приборам. - СПб.: Лань, 2003.

Размещено на Allbest.ru