Алгоритм и пример решения

1. Отложить на оси абсцисс точку Uкэ = Eк = 20 В, а на оси ординат – точку, соответствующую Iк = Eк / Rк = 20/800 = 0,025 А = 25мА.

Здесь Rк = 0,8 кОм, кОм = 800 Ом.

2. Соединить эти точки прямой – получается линия нагрузки.

3. Найти на входной характеристике для Uбэ = 0,3 В ток базы Iб = 250 мкА.

4. Найти на выходных характеристиках точку А при пересечении линии нагрузки с характеристикой, соответствующей Iб = 250 мкА.

5. Определить для точки А ток коллектора Iк = 17 мА и напряжение Uкэ =7В

Рис 7 Рис 8

Пример 3.

Мощность на коллекторе транзистора Pк = 6 Вт, напряжение на коллекторе Uкэ = 30 В напряжение питания Eк = 40 В. Используя выходные характеристики рис. 9, определить ток базы Iб, ток коллектора Iк, коэффициент усиления h21э и сопротивление нагрузки Rк.

Алгоритм и пример решения

1. Определить ток коллектора Iк:

Iк = Рк / Uкэ = 6/30 = 0,2 А.

2. Найти на выходных характеристиках точку А, соответствующую Iк = 0,2 А и Uкэ = 30 В.

Из рисунка видно, что точка А лежит на характеристике для Iб =2 мА.

3. Соединить прямой точку А и точку на оси абсцисс, соответствующую Eк = 40 В.

На пересечении прямой с осью ординат получается точка Iк1 = 0,8 А.

4. Определить Rк:

Rк = Eк/ Iк1 = 40/0,8 = 50 Ом.

5. На выходных характеристиках построить отрезок АВ, из которого можно найти:

ΔIк = АВ = 0,4 – 0,2 = 0,2 А = 200 мА;

Δ Iб = АВ = 4 – 2 = 2 мА.

6. Определить коэффициент усиления транзистора:

Рис 9

h21э = ΔIк / ΔIб = 200/2 = 100.

Примечание. Обратите внимание, что в таблицах вариантов контрольной работы не указана размерность токов базы Iб и токов коллектора Iк, так как на рис. 119 – 138, где изображены входные и выходные характеристики транзисторов, эти токи имеют различную размерность: амперы – А, миллиамперы – мА и микроамперы – мкА.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

В контрольную работу входят четыре задачи (задача №1, задача №2, задача №3, задача №4) и один теоретический вопрос, номер которого соответствует номеру варианта.

ЗАДАЧА №1

Варианты 1 – 6

Составить схему двух полупериодного выпрямителя, использовав стандартные диоды, параметры которых приведены в таблице 6. Мощность потребителя P_d (Вт) с напряжением питания U_d (В). Пояснить порядок составления схемы для диодов с приведенными параметрами. Данные взять из таблицы 1.

Таблица 1

Варианты 7 – 13

Однополупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Pd (Вт) при напряжении Ud (В). Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в таблице 6 для схемы выпрямителя и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из таблицы 2.

Таблица 2.

Варианты 14 -20

Составить схему двух полупериодного выпрямителя, использовав стандартные диоды, параметры которых приведены в таблице. Определить допустимую мощность потребителя если значение выпрямленного напряжения Ud, В. Данные для своего варианта взять из таблицы 3.

Таблица 3.

Варианты 21-27

Двухполупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя Pd ,Вт при напряжении Ud, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в таблице 6 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из таблицы 4.

Таблица 4.

Варианты 28-35

Составить схему однополупериодного выпрямителя, использовав стандартные диоды, параметры которых приведены в таблице 6 Мощность потребителя Pd ,Вт с напряжением питания Ud, В. Пояснить порядок составления схемы для диодов с приведенными параметрами. Данные для своего варианта взять из таблицы 5.

Таблица 5.

Таблица 6. Технические данные полупроводниковых диодов

ЗАДАЧА №2

Варианты 1-4

Составить схему фотоэлектронного реле из элементов, указанных на рис. 10. Указать назначение элементов схемы.

Рис.10

Варианты 5-8

Составить структурную схему электронного осциллографа из элементов, указанных на рис. 11. Объяснить назначение элементов схемы.

Рис 11

Варианты 9-12

Составить схему оконченного трансформаторного усилителя мощности на транзисторе из элементов, указанных на рис. 12. Объясните назначение элементов схемы.

Рис 12

Варианты 13-16

Составить схему симметричного полупроводникового мультивибратора из элементов, указанных на рис. 13. Объясните назначение элементов схемы.

Рис 13

Варианты 17-20

Составить схему триггера из элементов, указанных на рис. 14. Объясните назначение элементов схемы.

Рис 14

Варианты 21-24

Составить схему двухтактного усилителя мощности из элементов, указанных на рис. 15. Объясните назначение элементов схемы.

Рис 15

Варианты 25-30

Составить схему для снятия характеристик транзистора из элементов, указанных на рис. 16. Объясните назначение элементов схемы.

Рис 16

Варианты 31-35

Составить схему усилителя низкой частоты на транзисторе, включенного по схеме с общим эмиттером, из элементов, указанных на рис. 17. Объясните назначение элементов схемы.

Рис 17

ЗАДАЧА №3

Варианты 1-10

Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, используя входную и выходные характеристики, определить коэффициент усиления h21Э, значение напряжения на коллекторе UКЭ1 и UКЭ2 мощность на коллекторе PК1 и PК2, если дано напряжение на базе Uбэ, значение сопротивления нагрузки RК1 и RК2 и напряжение источника питания EК. Данные для своего варианта взять из табл. 7.

Таблица 7

Варианты 11-20

Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, заданны напряжения на базе Uбэ, напряжение на коллекторе UКЭ и напряжение источника питания EК. Определить, используя входную и выходные характеристики, ток коллектора IК, коэффициент усиления h21Э, сопротивление нагрузки RК и мощность на коллекторе PК. Данные доля своего варианта взять из табл. 8.

Таблица 8.

Варианты 21-30

Для транзистора включенного по схеме с общим эмиттером, определить по выходным характеристикам коэффициент усиления h21э, значения сопротивлений нагрузки Rк1и Rк2 и мощность на коллекторе Pк1и Pк2 для значений тока базы Iб1 и Iб2, если напряжение на коллекторе и источника питания Ек. Данные для своего варианта взять из таблицы 9.

Таблица 9

Варианты 31-35

Для транзистора включенного по схеме с общим эмиттером, используя входную и выходные характеристики определить коэффициент усиления h21э, величину сопротивлений нагрузки Rк1и Rк2 и мощность на коллекторе Pк1и Pк2, если известно напряжение на базе Uбэ, напряжение на коллекторе Uкэ1 и Uкэ2 и напряжение источника питания Eк. Данные для своего варианта взять из таблицы 10

Таблица 10.

ЗАДАЧА №4

Варианты 1-10

Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, заданы напряжение на базе Uбэ сопротивление нагрузки Rк и напряжение источника питания Ек. Используя входную и выходные характеристики, определить напряжение на коллекторе Uкэ, ток коллектора Iк, коэффициент усиления h21э и мощность на коллекторе Pк. Определить также коэффициент передачи тока h21б. Данные для своего варианта взять из табл 11

Таблица 11

Варианты 11-20

По выходным характеристикам транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, определить токи коллектора Iк1 и Iк2 напряжение на коллекторе UКЭ1 и UКЭ2, коэффициент усиления h21э, если заданы токи базы Iб1 и Iб2 , сопротивление нагрузки Rк и напряжение источника питания EК. Данные для своего варианта взять из табл. 12

Таблица 12

Варианты 21-30

В цепь транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, включено сопротивление нагрузки, которое изменяется по величине от Rк1 до Rк2. Используя выходные характеристики, определить напряжения UКЭ1 и UКЭ2, коэффициент усиления h21э, мощность на коллекторе Pк1 и Pк2 , если заданы ток базы Iб и напряжение источника питания EК . Данные для своего варианта взять из табл. 13

Таблица 13

Варианты 31-35

По выходным характеристикам транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, определить коэффициент усиления h21э и мощность Рк при напряжении на коллекторе UКЭ и токе базы Iб. Какое при этом надо выбрать сопротивление нагрузки RК, если напряжение источника питания EК? Определить также коэффициент передачи тока h21б . Данные для своего варианта взять из табл. 14

Таблица 14

Вопросы контрольной работы

1. Описать строение полупроводников, привести их электрические свойства, пояснить физический смысл прохождения электрического тока в полупроводниках.

2. Начертить условные обозначения и дать краткую характеристику фотоэлектронным приборам: фотоэлементам, фоторезисторам и фотодиодам. Указать область их применения.

3. Объяснить устройство точечных и плоских кремниевых диодов. Указать отличия в их характеристиках.

4. Объяснить назначение и указать типы фильтров в схемах выпрямителей переменного тока. Привести графики выпрямительного напряжения.

5. Начертить логические схемы И, ИЛИ, НЕ на полупроводниковых диодах и объяснить принцип их действия.

6. Начертить и объяснить вольтамперную характеристику газоразрядных приборов. Описать виды разряда в газах. Как они используются в различных электронных приборах?

7. Начертить три возможные схемы включения транзистора: с общим эмиттером, общей базой и общим коллектором. В чем отличия их работы?

8. Привести классификацию и типы электронных усилителей. Указать назначение усилителей в электронных устройствах.

9. Начертить схему электронного генератора типа RC, объяснить принцип работы генератора, указать назначение элементов.

10. Начертить схему и объяснить устройство и принцип работы электронно-лучевой трубки.

11. Привести схему и объяснить принцип работы управляемого выпрямителя на тиристорах. Указать преимущества этой схемы.

12. Начертит схему триггера и сумматора и пояснить, как с их помощью производятся арифметические операции в ЭВМ.

13. Начертить схему фотореле на фоторезисторах. Объяснить принцип работы и указать область применения.

14. Начертить схему фотореле с фотоэлементом с питанием от источника постоянного тока. Объяснить принцип работы фотореле. Указать область его применения.

15. Объяснить устройство фотоэлемента с внутренним фотоэффектом (фоторезистора) и принцип его работы. Указать область применения.

16. Описать основные параметры полупроводникового диода. Как их определить по вольтамперным характеристикам?

17. Начертить схему и объяснить устройство и принцип действия фотоэлектронного умножителя.

18. Описать устройство фотоэлементов с внешним фотоэффектом, принцип действия. Привести их характеристики. Указать область применения.

19. Привести классификацию фотоэлектронных приборов. Пояснить смысл внешнего и внутреннего фотоэффекта.

20. Объяснить назначение и устройство схемы температурной стабилизации при работе транзисторов в усилительном режиме.

21. Начертите схему электронного реле – триггера на трех электродных лампах – триодах. Объяснить принцип работы. Указать назначение элементов схемы.

22. Провести классификацию и объяснить назначение выпрямителей постоянного тока. Рассказать о составных частях схемы выпрямителя.

23. Объяснит процесс отклонения электронного луча электрическим полем в электронно-лучевой трубке. Как маркируют трубки?

24. Объяснить устройство, принцип действия и схему включения тиристора. Пояснить основные параметры тиристоров.

25. Составить схему симметричного мультивибратора и описать принцип его работы.

26. Начертите схему усилителя мощности. Объяснить принцип работы усилителя . Указать назначение элементов.

27. Начертить схему и объяснить устройство и принцип действия электронно-лучевой трубки.

28. Перечислите основные типы фотоэлементов и пояснить их характеристики: световую, вольтамперную и спектральную. Назвать свойства фотоэлементов, как расшифровать их маркировку?

29. Объяснить понятие усилительного каскада. Каковы отличия предварительных каскадов усиления от конечных каскадов? Указать все отличия.

30. Начертить схему генератора пилообразного напряжения на тиратроне и описать принцип ее работы.

31. Начертить и объяснить структурную схему электронного усилителя. Указать его основные свойства и характеристики.

32. Объяснить работу транзистора в ключевом режиме как бесконтактного переключающего устройства

33. Каково применение фотоэлектронных приборов в промышленности? Привести одну-две реальные схемы на этих приборах и пояснить принцип их действия

34. Объяснить правила выбора рабочей точки на линии нагрузки при работе транзистора по схеме с общим эмиттером в усилительном каскаде.

35. Объяснить назначение, устройство и принцип работы стабилизаторов напряжения на полупроводниковом диоде и газовом стабилизаторе

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

Студенты сдают комплексный экзамен по дисциплинам «Электронная техника» и «Материаловедение». В данном разделе приведены вопросы по дисциплине «Электронная техника»

1. Электроника, как наука, виды электроники. Свойства электронных устройств, этапы развития электроники, основатели.

2. Физические основы полупроводников, понятие дырки, два вида проводимостей, донорная и акцепторная примись, основные и не основные заряды.

3. Образование p-n перехода, название перехода, названия переходов, понятие дрейфового и диффузного токов, условие динамического равновесия. Схемы включения переходов. Вольт – амперная характеристика перехода.

4. Классификация полупроводниковых приборов. Полупроводниковые диоды, виды. Маркировка диодов.

5. Выпрямительные диоды, определение, схемы включения. ВАХ.

6. Стабилитрон, определение, схема включения, работа, ВАХ, параметры.

7. Варикапы, определение, работа, применение. Вольт-фарадная характеристика, назначение.

8. Туннельный диод, определение, суть туннельного диода. ВАХ, работа.

9. Транзисторы, маркировка, виды, принципы работы транзистора.

10. Биполярные транзисторы, виды, принцип работы транзистора.

11. Режимы работы транзистора, достоинства транзисторов, недостатки, схемы включения транзисторов, понятия входных и выходных характеристик.

12. Динисторы. Тиристоры. Работа. ВАХ. Два состояния тиристора.

13. Фотоэлектрические приборы, два вида фотоэффекта. Основные положения теории А. Эйнштейна.

14. Фотоэлемент с внешним фотоэффектом.

15. Фотоэлемент с внутренним фотоэффектом. Достоинства, недостатки, применение.

16. Выпрямители, определение, структурная схема, назначение блоков, виды выпрямителей.

17. Однополупериодная схема выпрямления, условия выбора диода.

18. Двух полупериодная схема выпрямления.

19. Мостовая схема выпрямления.

20. Сглаживающие фильтры, виды, требования к фильтру.

21. Управляемые выпрямители.

22. Основные направления развития электроники. Понятие микросхемы, активные и пассивные элементы. Понятие БИС, ИМС.

23. Гибридные интегральные микросхемы. Технология изготовления.

24. Толстопленочные микросхемы, преимущества. Толстопленочные микросхемы. Полупроводниковые микросхемы

25. Стабилизаторы напряжения, два вида.

26. Усилители, определение, виды. Основные технические характеристики усилителей.

27. Структурная схема усилителя, назначение блоков. Схема работы усилителей ОЭ.

28. Обратная связь в усилителях, виды ОС.

29. Электронные генераторы, виды

30. Автогенераторы типа LC.

31. Общая характеристика импульсных устройств. Преимущества импульсного режима, параметры.

32. Понятие импульсов, частота повторений, скваженность, реальные импульсы, параметры.

33. Электронные ключи и простейшие формирователи импульсных сигналов. Схема последовательного диодного ключа.

34. Логические элементы, понятие логики, логические операции.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горошков Б.И. Электронная техника [Текст]: учеб. пособие для СПО / Б.И.Горошков, А.Б. Горошков. - М.: Академия, 2005.

2. Криштафович А.К. Основы промышленной электроники [Текст]: учебник для техникумов / А.К. Криштафович, В.В. Трифонюк. – Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1985.

Поиск по сайту: