Вибір транзистора для роботи в ключовому режимі

Залежно від величини комутованого струму і напруги розрізняють малопотужні і потужні ключі. Малопотужні зазвичай комутують струми в одиниці міліампер і напруги в одиниці - десятки вольт. Малопотужні ключі, як правило, застосовуються в цифровій техніці при побудові логічних елементів і інших пристроїв.

Потужні (силові) ключі (струми в одиниці ампер, напруги в десятки – сотні вольт) знаходять застосування в силової напівпровідникової техніки.

Транзистор, для роботи в якості ключа, вибирають за наступними параметрами:

1). Максимальний струм колектора;

2). Максимально допустима напруга між колектором і базою транзистора;

3). За частотним властивостям.

Потужність транзистора не є визначальним фактором при його виборі, тому що і у відкритому і в закритому стані потужність розсіювання на транзисторах незначна. При необхідності робиться перевірка транзистора за величиною розсіювання потужності, особливо при роботі ключів на ВЧ.

Зазвичай транзисторний ключ в якості навантаження містить реактивні елементи і при цьому тривалість фронтів колекторного струму і колекторного напруги визначається не стільки інерційними властивостями самого транзистора, скільки властивостями самого навантаження, інерційність якого може на декілька порядків перевищує інерційність транзистора.

ХІД РОБОТИ

1.6. Зберіть схему дослідження БТ в ключовому режимі.

1.2. Встановіть резистори в крайнє праве положення. Тумблер ВІДСІЧКА/НАСИЧЕННЯ по черзі встановіть в положення ВІДСІЧКА та НАСИЧЕННЯ та переконайтесь, що напруга U_ке транзистора відповідно прагне до U_Ж та до нуля. Переведіть тумблер в положення НАСИЧЕННЯ.

1.3. Встановіть резистор R2 в крайнє праве положення. Змінюючи опір резистора R1 занесіть значення U_ке, U_ке-rк до таблиці 1.

Таблиця 1

1.4. За формулою І_к = (U_ке-rк – U_ке)/ r_к розрахуйте та внесіть до таблиці 1 значення струму колектора, для кожного значення R1. За формулою R_к = r_к ×(1+(U_Ж - U_ке-rк) /(U_ке-rк – U_ке)) розрахуйте та внесіть до таблиці 1 значення опору навантаження транзисторного ключа, для кожного значення R1.

2.1. Встановіть резистор R1 в крайнє ліве положення. Змінюючи опір резистора R2 занесіть значення U_бе, U_бе-rб до таблиці 2.

Таблиця 2

2.2. За формулою І_б = (U_бе-rб – U_бе)/ r_б розрахуйте та внесіть до таблиці 2 значення базового струму, для кожного значення резистора R2. За формулою R_б = r_б ×(1+(U_Ж – U_бе-rк) /(U_бе-rк – U_бе)) розрахуйте та внесіть до таблиці 2 значення опору базового резистора ключа, для кожного значення R2.

3.1. Користуючись даними таблиці 1 побудуйте залежність U_ке = f(R_к), використовуючи Майстер діаграм MS EXCEL.

3.2. Користуючись даними таблиці 2 побудуйте залежність U_ке = f(R_б), використовуючи Майстер діаграм MS EXCEL.

4. Користуючись експериментальними даними та графіками виконайте дії, згідно із завданням до лабораторної роботи.

ЗАВДАННЯ

4.1. На графіку залежності U_ке = f(R_к) позначте точку переходу транзистора з режиму відсічки активний режим.

4.2. Визначте та вкажіть діапазон значень R_к при яких транзисторний ключ буде знаходитись в режимі: відсічки, активному режимі, насичення (при фіксованих І_б та U_Ж).

4.3. На графіку залежності U_ке = f(R_б) позначте точку переходу транзистора з режиму відсічки активний режим.

4.4. Визначте та вкажіть діапазон значень R_б при яких транзисторний ключ буде знаходитись в режимі: відсічки, активному режимі, насичення (при фіксованих R_к та U_Ж).

4.5. Вкажіть, які дії необхідно здійснити щоб транзистор, який знаходиться в режимі насичення перейшов в активний режим.

4.6. Вкажіть, які дії необхідно здійснити щоб транзистор, який знаходиться в активному режимі перейшов в режим насичення.

4.7. Вкажіть, які дії необхідно здійснити щоб транзистор, який знаходиться в режимі відсічки перейшов в активний режим.

4.8. Вкажіть, які дії необхідно здійснити щоб транзистор, який знаходиться в активному режимі перейшов в режим відсічки.

4.9. Вкажіть, в яких режимах повинен працювати транзистор, щоб забезпечити ключовий режим комутації навантаження.

4.10. Вкажіть, які схемні рішення застосовують для підвищення швидкодії транзисторних ключів.

4.11. Поясніть, завдяки чому підвищується швидкодія транзисторних ключів із нелінійним ЗЗ.

4.12. Поясніть, завдяки чому підвищується швидкодія транзисторних ключів із діодами Шоткі.

4.13. Поясніть, завдяки чому підвищується швидкодія транзисторних ключів із RC – ланкою.

5. Вимоги до оформлення звіту.

· Звіт необхідно оформити в текстовому редакторі MS WORD.

· Звіт повинен містити:

- титульну сторінку;

- мету роботи;

- схеми дослідів;

- таблиці з даними;

- розрахунки параметрів згідно із індивідуальним завданням.

ДОДАТОК

В додатку наведена схема електрична принципова лабораторного макету.

Додаток 1