 |
Задание 1. Исследование работы биполярного транзистора в ключевом режиме.
|
|
|
|
Лабораторная работа №3.
Расчет и исследование работы транзисторных ключей.
Исследование логических схем
Группа: КТ-
Вариант: <по списку в журнале>
Студент: ФИО
Проверил: Климчук С.А.
Цель работы:
Исследовать биполярный и полевой транзистор в ключевом режиме (часть 1). Моделирование логических функций с помощью логических элементов (часть 2).
Краткие теоретические сведения
Часть 1. Транзисторные ключи выполняются на биполярных или полевых транзисторах. В свою очередь ключи на полевых транзисторах делятся на МДП-ключи и ключи на полевых транзисторах с управляющим p-n – переходом.
Транзисторные ключи являются одним из более распространенных элементов импульсных устройств. На их основе создаются триггеры, мультивибраторы, коммутаторы, блокинг-генераторы и т.д.
Ключи на биполярных транзисторах делятся на насыщенные и ненасыщенные. При анализе транзисторных ключей рассматривают два режима – статический и динамический.
Ключи на полевых транзисторах с управляющим р-n-переходом применяют в различных коммутаторах аналоговых сигналов. Их существенными преимуществами перед ключами на биполярных транзисторах являются:
1) малое остаточное напряжение на ключе в проводящем состоянии;
2) высокое сопротивление в непроводящем состоянии, и, как следствие, малый ток, протекающий через закрытый ключ;
3) малая потребляемая мощность от источника управляющего напряжения;
4) достаточно хорошая развязка между источником управления и источником коммутируемого сигнала;
5) возможность коммутации электрических сигналов низкого уровня (единицы милливольт и менее).
Часть 2. Основным понятием алгебры логики является высказывание – любое утверждение, в отношении которого имеет смысл говорить, что оно истинно или ложно. При этом считается, что каждое высказывание не может быть одновременно и истинно и ложно. Каждое высказывание можно обозначить определенным символом. Запись X = 1 означает, что высказанное истинно, а X = 0 – что высказывание ложно.
|
|
|
Логическая функция может быть записана аналитически различными сочетаниями операций сложения и умножения переменных. Запись логической функции в виде суммы произведений переменных называется дизьюнктивной нормальной формой (ДНФ) 
× 
+ 
× +….
Запись функции в виде произведения сумм переменных называется коньюнктивной нормальной формой (КНФ) ( + )×( + )×….
Логическую функцию, заданную аналитическим выражением, можно преобразовать к ДНФ или КНФ, пользуясь правилами алгебры логики. Для каждой логической функции существует несколько равносильных дизьюктивных и коньюктивных форм.
Имеется только один вид КНФ и ДНФ, в которой функция может быть записана единственным образом, – совершенные нормальные формы.
В совершенных ДНФ (СДНФ) каждое входящее слагаемое включает все переменные (с инверсиями или без них), и нет одинаковых слагаемых.
В совершенных КНФ (СКНФ) каждый входящий сомножитель включает все переменные (с инверсиями или без них), и нет одинаковых сомножителей.
Логическая функция наиболее наглядно представляется так называемой таблицей соответствия или истинности, в которой для каждой комбинации перечисленных значений переменных указывается значение функции.
Основные логические функции:
Часть 1.
Задание 1. Исследование работы биполярного транзистора в ключевом режиме.
Постройте схему по рис. 1.
1. В схеме ключа (рис. 1) установите напряжение питания, указанные в табл. 1. С функционального генератора подаются прямоугольные импульсы амплитудой 2 В с частотой 1 кГц. Лицевая панель генератора с установленными параметрами представлена на рис. 1. Тип транзистора VT – идеальный. Исследуйте зависимость падения напряжения на ключе Vm от тока коллектора при изменении сопротивления Rк от 10 кОм до 100 Ом.
|
|
|
Рис. 1. Простейший ключ на биполярном транзисторе
Таблица 1
2. Изменяя сопротивление Rb в базе транзистора VT исследуйте зависимость падения напряжения на ключе от тока базы.
Таблица 2
3. Покажите осциллограмму работы ключа при подаче на базу транзистора прямоугольного и синусоидального сигнала (остальные параметры генератора указаны на рис. 1). Верхняя осциллограмма соответствует выходу ключа, нижняя - базе ключа.
4. Установите реальные транзисторы из библиотеки при напряжении питания Up, равном 12 В согласно табл. 3. Замеряйте Vm, В.
Таблица 3
|
|
|
