 |
Определение параметров нелинейной модели биполярного транзистора Эберса –Молла.
|
|
|
|
Контрольная работа №1 по дисциплине: Объектно-ориентированное программирование и программное моделирование устройств телекоммуникаций
Вариант 4
Студентка гр.ТЭ261: Савицкая В.И.
Преподаватель: Шатило Н.И.
Минск
Контрольное задание 1
Определение параметров нелинейной модели биполярного транзистора Эберса –Молла.
Эквивалентная схема нелинейной модели биполярного транзистора
Эберса-Молла изображена на рисунке 1.1.
Исходными данными для расчета параметров модели являются справочные параметры транзистора КТ340А, приведенные в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Справочные параметры транзистора КТ340А
| Наименование | Обозна-чение | Значения | Режимы измерения | ||||||
| Мини-мальное | Макси-мальное | U KБ, B | U ЭБ, B | Uк Э, B | I K, мА | I Б, мА | I Э, мА | ||
| Обратный ток коллектора, мкА | I КБО | ||||||||
| Напряжение насыщения коллектор-эмиттер, В | U КЭ нас | 0,2 | |||||||
| Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте | | h 21Э | | ||||||||
| Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ | h 21Э | ||||||||
| Время рассасывания, нс | t paсc | ||||||||
| Емкость эмиттерного перехода, пФ | С Э | ||||||||
| Емкость коллекторного перехода, пФ | С К | ||||||||
| Постоянная времени цепи обратной связи на высокой частоте, пс | t К | ||||||||
| Граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ, МГц | 
| ||||||||
| Максимально допустимые параметры: · постоянный ток коллектора, Ikmax = 50 мА; · постоянное напряжение эмиттер-база, Uэб max = 15В; · постоянное напряжение эмиттер-коллектор, Uкб max = 15 В; · постоянное напряжение коллектор-эмиттер, Uкэ max = 15 В; · постоянная рассеиваемая мощность коллектора, Pк max = 150мВт; · температура перехода, Ткmax +130 ºС. |
|
|
|
В результате расчета требуется определить прямой 
и инверсный 
коэффициенты передачи по току в схеме с общей базой, ток насыщения I 
, омические сопротивления базы r 
, эмиттера r 
и коллектора r 
, прямое 
и инверсное время пролета носителей через базу, барьерную емкость эмиттерного С 
и коллекторного С 
переходов при нулевых смещениях на переходах.
1. Вычислим среднегеометрическое значение статического коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ:
2. Определяется значение :
3. По выходным характеристикам транзистора (рисунок 1.2) определим омическое сопротивление коллектора:
Ом
Рисунок 1.2 – Входные и выходные характеристики транзистора (I = f (U 
) 
и I 
=f (U 
)) КТ340А
4. Вычислим инверсный коэффициент передачи:
где 
токи, при которых измеряется 
температурный потенциал. При Т = 293К 
0,026 В.
5. Определим значения барьерных емкостей при нулевых смещениях:
где 
и 
- напряжения на коллекторном и эмиттерном переходах, при которых производились измерения емкостей 
и 
; 
= 
≈ 0,33 – коэффициенты, характеризующие крутизну вольт-фарадных характеристик переходов; 
–контактная разность потенциалов, для кремния равная 1,0 В.
пФ,
пФ,
6. Определим ток базы транзистора, соответствующий режиму измерения 
:
мА
Напряжение 
В (ему соответствует заданная величина 
на входной характеристике).
7. Т.о. определим значения 
и 
:
пФ,
пФ,
где 
- напряжение коллектор-база, при котором измерялась величина 
. Учитываем, что 
> 0, а 
< 0.
8. Т.о. среднее время полета в прямом включении :
9. Вычислим постоянную времени рассасывания 
через время рассасывания 
:
|
|
|
где 
– режимы измерения , определяемые по таблице 1.1.
10. Определим среднее время пролета в инверсном включении 
:
11. Вычисляется объемное сопротивление базы 
:
Ом,
где 
- емкость коллекторного перехода, соответствующая режиму измерения 
.
Примем объемное сопротивление эмиттера 
12. Для определения теплового тока насыщения 
задаемся величиной базового тока 
мА. По входной характеристике 
при 
(см. рисунок.1.2) находим значение 
соответсвующее выбранному току и вычисляем 
по формуле:
2. Определение параметров линейной модели биполярного транзистора Джиаколетто.
Принципиальная схема усилителя представлена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 – электрическая принципиальная схема усилителя
Произведем расчет схемы по постоянному току.
В данном усилителе используется комбинированная схема стабилизации статического режима. Поэтому составляю систему уравнений, описывающую статический режим каскада.
.
Полагая 
и 
, получаем следующую систему:
.
Коэффициент передачи по току транзистора КТ340А равен:
Подставим в систему численные значения. Напряжение 
выбираем равным 0,5В.
Решая систему находим 
мкА, 
мкА, 
мА.
Потенциал базы равен:
В.
Потенциал эмиттера транзистора равен:
В.
Потенциал коллектора равен:
В.
Напряжение коллектор-эмиттер равно:
В.
Напряжение коллектор-база равно:
В.
Рассчитаем ток в резисторе, подключенном к эмиттеру транзистора:
А
где 
– сопротивление в цепи эмиттера.
Вычислим ток коллектора в рабочей точке:
А
|
|
|
