Пояснения к задачам 11-20

Методические указания к выполнению контрольной работы.

Диод является простейшим полупроводниковым прибором, основное свойство которого – проводить ток в одном направлении.

1. Перечертите вольтамперную характеристику, располагая характеристику при приложении обратного напряжения в III четверти системы координат.
2. На вольтамперной характеристике, соответствующей заданной температуре t₁, отметьте рабочие точки, соответствующие заданным прямому U_пр и обратному U_обр напряжениям. Определите по характеристике величину прямого тока I_пр и обратного тока I_обр.
3. Сопротивление постоянному току определяется по закону Ома:

(1)

(2)

4. Аналогично определяется сопротивление диода при другом значении температуры.

Пояснения к задачам 11-20

В непроводящий период обратное напряжение плеча выпрямителя больше импульсного обратного повторяющегося напряжения одного диода. В проводящий период ток плеча больше прямого предельного тока 1 диода. В этих случаях применяют последовательно-параллельное соединение диодов.

1. Параллельное включение.

Количество параллельно соединенных диодов

Где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения тока, равный 1,2,

- число фаз

- ток нагрузки

- предельный прямой ток диода.

Основное – равномерное деление тока, то есть одинаковые вольтамперные характеристики.

Если диоды окажутся различно нагруженными, то в некоторых диодах ток окажется больше предельного прямого тока.

Для уменьшения разброса не более 10% применяют: подбор, последовательное подключение резисторов, включение индуктивных делителей.

2. Последовательное включение.

Количество последовательно соединенных диодов

Где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжения, равный 1,1

- наибольшее обратное напряжение плеча выпрямителя

- обратное повторяющееся напряжение диода.

Основное – равномерное распределение напряжения, то есть одинаковые вольтамперные характеристики.

Обратное напряжение, приходящееся на один диод ветви:

Вследствие разброса величин обратных сопротивлений диодов одного и того же типа на отдельных диодах обратное напряжение может оказаться выше допустимого, что повлечет за собой пробой диода.

При решении задачи следует сравнить расчетные обратные напряжения каждого диода с заданным обратным повторяющимся напряжением одного диода, и сделать вывод.

Для уменьшения разброса не более 10% применяют: подбор, шунтирование резисторами одинакового сопротивления, емкостные и R-C цепи.

Для выполнения задач 31-40 необходимо ознакомиться со схемами резисторных каскадов усиления на транзисторе. Схемы каскадов различаются способом подачи смещения и способом температурной стабилизации режима работы.

В указанной в задачах 31-40 схеме, приведенной на рисунке 2, смещение создается делителем R₁, R₂ от общего источника питания Е_к. Ток делителя I_д создает на резисторе R₂ падение напряжения, приложенное в прямом направлении к переходу эмиттер-база. Ток делителя в каскадах предварительного усиления принимается равным:

I_д = (3…10) I_0б,

где I_0б – ток покоя базы в рабочей точке.

1. При изменении температуры окружающей среды и длительной работе схемы изменяются параметры транзистора, при этом изменяется и наклон входных и выходных характеристик. Это может привести к смещению положения рабочей точки. Температурная стабилизация режима работы достигается применением в схеме отрицательной обратной связи по постоянному току. В рассматриваемой схеме применяется эмиттерная стабилизация, которая осуществляется при помощи отрицательной обратной связи по постоянному току через резистор R_э в цепи эмиттера. Для устранения отрицательной обратной связи по переменному току резистор R_э шунтируется конденсатором С_э.

-Е_к

R₁ R_к

С_р2

Выход

С_р1

VT

R₂

+Ек

Рисунок 2 Схема усилителя с делителем напряжения

Расчет сопротивлений резисторов R_к и R_э выполняется по закону Ома. Падение напряжения на сопротивлении R_к принимается равным 0,4 Е_к. В этом случае

, Ом

Падение напряжения на сопротивлении R_э принимается равным 0,2 Е_к. В этом случае

, Ом

После расчета сопротивлений по таблице 5 подбираются резисторы с номинальными значениями сопротивлений.

Расчет делителя напряжения смещения. Величина сопротивления резистора R₂ больше входного сопротивления транзистора рассчитываемого каскада в 5…15 раз. Можно принять

R₂ = 6· R_вх.э, Ом

Величина сопротивления R₁ делителя находится из выражения:

, Ом

По справочной таблице 5 следует подобрать номинальные значения сопротивления резисторов.

Таблица 5 Номинальные значения сопротивлений резисторов

Емкость конденсатора С_Э можно рассчитать по формуле:

, мкФ

По справочной таблице 6 следует подобрать номинальное значение емкости конденсатора.

Таблица 6 Номинальные значения емкостей конденсаторов