PDA

Просмотр полной версии : ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНЫХ КЛЮЧЕЙ


SARYMAN
03.09.2011, 22:02
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНЫХ КЛЮЧЕЙ

1. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка позволяет исследовать четыре разновидности транзисторных ключей:
- на биполярном транзисторе с резисторной нагрузкой;
- на биполярном транзисторе с диодом Шоттки в цепи обратной связи;
- на полевом транзисторе с резисторной нагрузкой;
- на комплементарной паре транзисторов.
Статические характеристики ключей снимаются при помощи источника регулируемого напряжения, которое подается на вход ключей. Входное и выходное напряжение ключей измеряются вольтметрами и .
Наличие выходного тока ключей индицируется светодиодами.
Для исследования динамических процессов в ключе в лабораторной установке предусмотрен генератор прямоугольных импульсов с частотой 0,5 МГц и амплитудой 9 В.
Для проведения лабораторной работы необходим двухканальный осциллограф.

2. Рабочее задание и указания по его выполнению

1. Снять статическую передаточную характеристику транзисторных ключей с биполярными и полевыми транзисторами с резисторной нагрузкой. На вход ключа подается регулируемое напряжение постоянного тока. Уровни входного и выходного напряжения измеряются вольтметрами и .
Порядок выполнения:
- соединить вход транзисторного ключа с выходом источника регулируемого напряжения, а выход ключа – с вольтметром ;
- в случае исследования ключа на полевом транзисторе подключить резистор в цепь стока;
- снять зависимость от и построить ее график;
2. Рассчитать ток базы биполярного транзистора, при котором транзистор входит в насыщение. В режиме насыщения увеличение входного напряжения не приводит к незначительному уменьшению остаточного напряжения на транзисторе. Ток базы рассчитывается по закону Ома на основе известных величин: кОм, , В для открытого кремниевого транзистора.
3. Сравнить остаточное напряжение на биполярном и полевом транзисторах при максимальном входном напряжении.
4. Рассчитать сопротивление полностью открытого транзисторного ключа по формуле
,
где – остаточное напряжение на полностью открытом транзисторе; – ток через открытый транзистор, определяемый косвенно, по падению напряжения на известном коллекторном (стоковым) резисторе кОм. Это напряжение равно напряжению питания ( В), за вычетом падения напряжения на открытом транзисторе и падения напряжения на светодиоде ( В для примененного в лабораторной установке арсенидгаллиевого светодиода красного свечения).
5. Измерить время нарастания , рассасывания , время спада выходного напряжения ключа на биполярном транзисторе при работе ключа в импульсном режиме.
Порядок выполнения:
- установить максимальную амплитуду импульсов на выходе генератора импульсов;
- соединить выход генератора импульсов со входом ключа на биполярном транзисторе;
- подключить двухканальный осциллограф к входу и выходу ключа и зарисовать совмещенные осциллограммы напряжений , ;
- с учетом масштабов осциллограм определить значение , , .
6. Зарисовать совмещенные осциллограммы входного и выходного напряжений ключа на полевом транзисторе в режиме переключений.
Порядок выполнения:
- установить максимальную амплитуду импульсов на выходе генератора импульсов;
- соединить выход генератора импульсов со входом ключа на полевом транзисторе с резисторной нагрузкой;
- подключить входы двухканального осциллографа ко входу и выходу ключа и зарисовать осциллограммы напряжений и .
7. Собрать схему ключа на биполярном транзисторе с диодом Шоттке, измерить остаточное напряжение на транзисторе и время рассасывания.
Порядок выполнения:
- Ввести в схему ключа обратную связь через диод Шоттки;
- подать на вход ключа максимальное напряжение с регулируемого источника постоянного тока и измерить напряжение ;
- подать на вход ключа напряжение с генератора импульсов и измерить время рассасывания, аналогичного п.5.
8. По результатам выполнения п.1-7 заполнить сравнительные таблицы. При ее заполнении использовать знаки «больше» и «меньше» и слова «есть», «нет».

Сравнение ключей на биполярном и полевом транзисторах

Тип ключа Характеристика
Остаточное напряжение Сопротивление полностью открытого транзистора Наличие задержки выключения, обусловленной рассасыванием
На биполярном транзисторе
На полевом транзисторе
Сравнение ключей на биполярном транзисторе и биполярном транзисторе с диодом Шоттки

Тип ключа Характеристика
Остаточное напряжение на полностью открытом ключе Время рассасывания
На биполярном транзисторе
На биполярном транзисторе Шоттки
9. Снять статическую передаточную характеристику ключа на основе комплементарной пары полевых транзисторов.
Порядок выполнения:
- включить в цепь стока транзистора транзистор ;
- подать на вход ключа напряжение регулируемого источника постоянного тока и снять передаточную характеристику.
10. Сравнить остаточные напряжения ключей по п. 1 и п. 9 с остаточным напряжением на полевом транзисторе с резисторной нагрузкой (данные п.1 и п.9) при максимальном входном напряжении.
11. Измерить входное напряжение комплементарного ключа, при котором через пару транзисторов , протекает максимальный ток. Максимальный ток через транзисторы фиксируется по максимальной яркости светодиода, включенного в цепь этих транзисторов.

3. Контрольные вопросы к защите лабораторной работы

1. Каково назначение транзисторных ключей?
2. Какими параметрами характеризуется транзисторный ключ?
3. Как происходят переходные процессы в исследуемых транзисторных ключах?
4. Каково назначение нелинейной обратной связи в транзисторном ключе с биполярными транзисторами?
5. Как соотносятся параметры схем исследуемых ключей?
4. Расчетное задание

1. Определить время задержки выходного сигнала транзисторного ключа (рис. 1, а) при скачкообразном изменении входного напряжения от значения В до В.
Принять , пФ, В, , кОм, кОм, В, .
2. Сравнить длительности включения и выключения ключа с транзистором МДП-типа с резисторной нагрузкой (рис. 5, а) при кОм, пФ, , , В, В.