«Дыхание» транзистора или когда все изменяется... — решение

Решение

Республиканская олимпиада 2015 11 класс № Э1

«Дыхание» транзистора или когда все меняется…

«Дыхание» транзистора или когда все меняется… Решение

Входные характеристики транзистора

$ЭК$ В	мВ	10	20	30	40	50	60	70	80
	$ЭБ$ В	0,128	0,151	0,165	0,176	0,182	0,194	0,200	0,208
	$Б$ мкА	100	200	300	400	500	600	700	800

$ЭК$ В	мВ	10	20	30	40	50	60	70	80
	$ЭБ$ В	0,225	0,248	0,262	0,272	0,278	0,280	0,285	0,290
	$Б$ мкА	100	200	300	400	500	600	700	800

Значение тока базы определяем из закона Ома: $Б ЭБ$ , Ом

График входных характеристик транзистора

Выходные характеристики транзистора

2.1

мВ $Б$ мкА			мВ $Б$ мкА			мВ $Б$ мкА			мВ $Б$ мкА
В	$ЭК$ В	$К$ мА	В	$ЭК$ В	$К$ мА	В	$ЭК$ В	$К$ мА	В	$ЭК$ В	$К$ мА
1,5	0,9	0,6	1,9	1,4	0,1	3	1,4	0,1	3	1,4	0,1	3
3,0	1	2	2,1	1,8	1,2	3,9	2,8	0,2	6	2,9	0,1	6,2
4,5	1	3,5	2,1	1,95	2,55	4,17	3,3	1,2	7,1	4,4	0,1	9,4
6,1	1,1	5	2,35	2,1	4	4,5	3,6	2,5	7,7	5,4	0,7	11,5
7,7	1,2	6,5	2,56	2,2	5,5	4,7	3,9	3,8	8,4	5,6	2,1	12
9,3	1,3	8	2,78	2,4	6,9	5,1	4,2	5,1	9	6	3,3	12,8

2.2

$ЭК ДС$ , $К Н$ , где $Н$ Ом

2.3

Графики выходных характеристик

Усиление транзистора по току

3.1

	$ДС$ В
, В	0,6	0,9	1,5	1,7	2,6	2,8	2,8	2,8
$К$ , мА	1,3	1,9	3,2	3,6	5,6	6	6	6
, мВ	1,3	2	3,2	4	6	15	30	36
$Б$ , мкА	13	20	32	40	60	150	300	360

$ДС$ В

, В	0,4	0,8	1,1	1,6	3	2,3	2,8	3,4	3,8	4,3	4,4	4,4
$К$ , мА	0,9	1,7	2,35	3,4	6,4	4,9	6	7,3	8,1	9,2	9,4	9,4
, мВ	1	1,6	2,3	3,4	6,1	4,6	5,6	7	8	11,6	19	28
$Б$ , мкА	10	16	23	34	61	46	56	70	80	116	190	280

$ДС$ В

, В	0,7	1,5	2,1	2,9	3,6	4,4	4,8	5,7	5,5	5,9	5,9
$К$ , мА	1,5	3,2	4,5	6,2	7,7	9,4	10,3	12,2	11,8	12,6	12,6
, мВ	1,4	2,8	3,7	5,5	6,6	8,3	9,3	12,9	11,2	16,4	21
$Б$ , мкА	14	28	37	55	66	83	93	129	112	164	210

По закону Ома определяем значения силы тока коллектора и базы: $К Н г д е Н О м Б г д е О м$

График

К Б

при

ДС

3.2

Из графика $К Б$ можно сделать вывод, что ток коллектора прямо пропорционален току базы в определенных интервалах значений тока базы! $К Б$ Более предпочтительным является напряжение источника $СД$ В, так как усиление сигнала без искажений можно осуществлять при больших значениях тока базы.

3.3

$К Б$

Рабочая область и ограничения

4.1

Каждый транзистор имеет предельные эксплуатационные данные по току, напряжению и мощности. Предельные эксплуатационные данные транзистора МП41: $К$ мА, $Э К$ В, $К$ мВт. Чтобы избежать искажений входного сигнала для транзистора малой мощности нужно устранить работу транзистора при напряжении эмиттер - коллектор менее 1 В и токе коллектора менее 1 мА. Итак, допустимый рабочий диапазон транзистора (на графике незаштрихованная область):

по напряжению В $ЭК$ В;
по току мА $К$ мА;
по мощности $К К ЭК$ мВт.

4.2

Для определения максимального и минимального тока коллектора необходимо построить на графике выходных характеристик транзистора нагрузочную прямую, уравнение которой определяется значением сопротивления нагрузки и напряжения источника тока. Согласно закону Кирхгофа $К Н ЭК ДС$ , $Н$ Ом, $ДС$ В $К ЭК$ Уравнение нагрузочной прямой $К ЭК$ Определим точки пересечения прямой с осью тока коллектора и осью напряжений: $К$ мА при $Э К$ В, $К$ мА при $Д С Э К$ В. Нагрузочная прямая построена на графике выходных характеристик транзистора. Максимальный, минимальный ток коллектора соответствуют точкам и на выходной характеристике транзистора, так как допустимый ток коллектора $К$ мА, а допустимое напряжение эмиттер-коллектор $ЭК$ В. $К$ мА, $К$ мА

По графику зависимости $К Б$ определим максимальный и минимальный ток базы, точки , : $Б$ мкА $Б$ мкА

← Условие Режим тренировки →

Решение

Оригинал в архиве олимпиады