Самостоятельное занятие 9 (20ч)
Контрольная работа. Расчет параметрического стабилизатора напряжения. Графоаналитический расчет усилительного каскада на транзисторе включенного по схеме с общим эмиттером
1 Формулировка задания и его объем
Контрольная работа состоит из двух заданий. Исходные данные для расчетов по заданиям выдаются преподавателем студенту индивидуально.
Задание 1. Тема: Расчет параметрического стабилизатора напряжения.
Цель: на основе заданных характеристик стабилитрона, параметров входного напряжения на входе стабилизатора, используя аналитические и графоаналитические методы рассчитать режимы работы параметрического стабилизатора напряжения совместно с нагрузкой и сделать заключение о допустимых режимах работы.
Задача 1.1 На рисунке 1.1 задана ВАХ стабилитрона, включенного в схему параметрического стабилизатора (рисунок 1.2).
Координаты точек
«m» и «n», значение
,
напряжение на входе стабилизатора
задаются индивидуально каждому студенту
и берутся из таблицы 1.1.
При условии, что
номинальное напряжение на нагрузке
равно
,
для заданного значения сопротивления
нагрузки определить величину балластного
сопротивления
,
обеспечивающего требуемый режим в точке
пересечения ВАХ стабилитрона и зеркального
изображения ВАХ входного сопротивления
линейной части схемы по отношению к
зажимам, к которым подключен стабилитрон.
Принять
=(0,7…0,8)
.
Задача 1.2
Для параметрического стабилизатора с
полученным в задаче значением
определить границы допустимого изменения
,
при котором напряжение на нагрузке
будет изменяться в пределах от
до
.
Задача 1.3 Для параметрического стабилизатора с полученным в задаче значением определить диапазон изменения сопротивления нагрузки , чтобы стабилизатор мог выполнять свои функции.
Задача 1.4
Определить абсолютное ±
и относительное изменение
%
напряжения на нагрузке
при условии изменения питающего
напряжения на 10%,
т.е.
.
Изменение напряжения на нагрузочном резисторе можно определить по формуле
.
Значения
,
,
принять по данным задачи 1.1, значение
дифференциального сопротивления
стабилитрона на рабочем участке ВАХ
определяется по заданным параметрам в
точках «m»
и «n»
(рисунок 1.1)
Таблица 1.1 – Варианты заданий к заданию 1
Примечание. Данные приведены как пример. Они могут меняться преподавателем.
Ф. И. О. |
Iст.мин, мА |
Uст.мин, В |
Iст.мак, мА |
Uст.мак, В |
U1, В |
Rн, кОм |
Подпись |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1. |
6 |
5 |
35 |
5,5 |
20 |
2,0 |
|
2. |
7 |
6 |
40 |
6,5 |
15 |
2,5 |
|
3 |
8 |
7 |
45 |
7,5 |
20 |
3,0 |
|
4 |
5 |
6 |
45 |
6,5 |
10 |
4,0 |
|
5. |
6 |
6 |
35 |
6,5 |
20 |
2,5 |
|
6. |
7 |
7 |
40 |
7,5 |
25 |
3,0 |
|
7 |
8 |
6 |
35 |
6,5 |
20 |
3,5 |
|
8 |
5 |
5 |
40 |
5,5 |
15 |
3,0 |
|
9. |
6 |
7 |
45 |
7,5 |
25 |
3,0 |
|
10. |
7 |
6 |
40 |
6,5 |
20 |
4,0 |
|
11. |
8 |
7 |
45 |
7,5 |
30 |
2,5 |
|
12. |
7 |
5 |
35 |
5,5 |
20 |
2,5 |
|
13. |
6 |
5 |
30 |
5,5 |
15 |
2,0 |
|
14. |
5 |
5 |
35 |
5,5 |
25 |
2,5 |
|
15. |
6 |
6 |
40 |
6,5 |
25 |
3,0 |
|
16. |
7 |
7 |
45 |
7,5 |
30 |
3,0 |
|
17. |
6 |
5 |
40 |
5,5 |
25 |
3,0 |
|
18. |
7 |
6 |
45 |
6,5 |
25 |
3,0 |
|
19. |
5 |
6 |
30 |
6,5 |
20 |
2,5 |
|
20. |
6 |
7 |
35 |
7,5 |
30 |
3,5 |
|
21. |
7 |
6 |
45 |
6,5 |
25 |
2,0 |
|
22. |
6 |
5 |
35 |
5,5 |
25 |
2,5 |
|
23. |
6 |
7 |
40 |
7,5 |
30 |
3,5 |
|
24. |
7 |
5 |
40 |
6 |
25 |
2,0 |
|
25. |
5 |
5 |
45 |
6 |
20 |
3,0 |
|
26. |
6 |
6 |
35 |
6 |
25 |
3,5 |
|
27. |
8 |
8 |
40 |
8 |
35 |
2,5 |
|
Задание 2. Тема: Графоаналитический расчет усилительного каскада на транзисторе включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ).
Цель: С помощью графоаналитических построений и аналитических расчетов на основе заданных параметров источника входного сигнала, коэффициента усиления каскада по напряжению и сопротивления нагрузки выполнить расчет усилительного каскада на транзисторе и подобрать пассивные элементы усилительного каскада.
Задача 2.1 Варианты задания студент получает индивидуально на основе использования двух последних чисел номера зачетки. Тип биполярного транзистора для каскада взять по последней цифре номера зачетки из таблицы 2.1. Недостающие параметры транзистора, приведены в справочнике [7].
Таблица 2.1 – Варианты выбора типа транзистора
№ вар. |
Название и тип транзистора |
Предельные Эксплуат. данные |
Электрические параметры |
|||
UКЭmax, В |
IКmax,мА |
PKmax,мВт |
β |
Указаны в [7] на странице |
||
0 |
МП111, (n-p-n) |
20 |
20 |
150 |
10-25 |
44 |
1 |
МП113А, (n-p-n) |
10 |
20 |
150 |
35-105 |
44 |
2 |
МП116, (p-n-p) |
15 |
10 |
150 |
15-100 |
109 |
3 |
МП111Б, (n-p-n) |
20 |
20 |
150 |
15-45 |
44 |
4 |
КТ201Б, (n-p-n) |
20 |
30 |
150 |
30-90 |
51 |
5 |
КТ104В, (p-n-p) |
15 |
50 |
150 |
40-160 |
114 |
6 |
КТ201Г, (n-p-n) |
10 |
30 |
150 |
70-210 |
51 |
7 |
КТ203В, (p-n-p) |
15 |
10 |
150 |
30-200 |
137 |
8 |
КТ503А, (n-p-n) |
25 |
150 |
350 |
40-120 |
65 |
9 |
КТ503Г, (n-p-n) |
40 |
150 |
350 |
80-240 |
65 |
Исходными данными
для расчета усилительного каскада
являются:
– ЭДС входного сигнала;
– внутренне сопротивление источника
входного сигнала;
– коэффициент усиления по напряжению;
– сопротивление нагрузки. Выбор которых
осуществляется по предпоследней цифре
номера зачетки из таблиц 2.2–2.4 согласно
типу транзистора.
Таблица 2.2 – Варианты исходных данных для транзисторов
МП111, МП111Б, МП113А, МП116
№ вар. |
ЭДС входного сигнала
|
Внутренне сопротивление источника входного сигнала |
Коэффициент усиления по напряжению |
Сопротивление нагрузки |
Em, В |
Rи, Ом |
Kус |
Rн |
|
0 |
0,5 |
100 |
3 |
2000 |
1 |
0,45 |
90 |
3,5 |
2200 |
2 |
0,4 |
80 |
4 |
2400 |
3 |
0,35 |
70 |
4,5 |
2600 |
4 |
0,3 |
60 |
5 |
2800 |
5 |
0,5 |
100 |
3 |
1800 |
6 |
0,45 |
90 |
3,5 |
2000 |
7 |
0,4 |
80 |
4 |
2200 |
8 |
0,35 |
70 |
4,5 |
2400 |
9 |
0,3 |
60 |
5 |
2600 |
Таблица 2.3 – Варианты исходных данных для транзисторов
КТ104В, КТ503А, КТ503Г
№ вар. |
ЭДС входного сигнала
|
Внутренне сопротивление источника входного сигнала |
Коэффициент усиления по напряжению |
Сопротивление нагрузки |
Em, В |
Rи, Ом |
Kус |
Rн |
|
0 |
0,35 |
100 |
10 |
2000 |
1 |
0,3 |
90 |
11 |
2200 |
2 |
0,25 |
80 |
12 |
2400 |
3 |
0,2 |
70 |
13 |
2600 |
4 |
0,15 |
60 |
14 |
2800 |
5 |
0,35 |
100 |
10 |
1800 |
6 |
0,3 |
90 |
11 |
2000 |
7 |
0,25 |
80 |
12 |
2200 |
8 |
0,2 |
70 |
13 |
2400 |
9 |
0,15 |
60 |
10 |
2600 |
Таблица 2.4 – Варианты исходных данных для транзисторов
КТ201Б, КТ201Г, КТ203В
№ вар. |
ЭДС входного сигнала
|
Внутренне сопротивление источника входного сигнала |
Коэффициент усиления по напряжению |
Сопротивление нагрузки |
Em, В |
Rи, Ом |
Kус |
Rн |
|
0 |
0,5 |
100 |
10 |
2000 |
1 |
0,45 |
90 |
11 |
2200 |
2 |
0,4 |
80 |
12 |
2400 |
3 |
0,35 |
70 |
13 |
2600 |
4 |
0,3 |
60 |
14 |
2800 |
5 |
0,5 |
100 |
10 |
1800 |
6 |
0,45 |
90 |
11 |
2000 |
7 |
0,4 |
80 |
12 |
2200 |
8 |
0,35 |
70 |
13 |
2400 |
9 |
0,3 |
60 |
10 |
2600 |
Для всех вариантов
принять частоту усиливаемого сигнала
=1000 Гц,
а рабочую температуру Траб = 20 – 30 C.