Расчет нагрузочных прямых постоянного и переменного тока

Выходные динамические характеристики постоянного и переменного тока при активной нагрузке в системе координат выходной цепи представляют собой прямые, поэтому и называются нагрузочными прямыми соответственно постоянного и переменного тока.

Для нахождения уравнения нагрузочной прямой по постоянному току составим (пренебрегая током базы) уравнение Кирхгофа для выходной цепи транзистора в схеме рис. 1.2 работы № 1:

или

I_К = (Е_П – U_КЭ)/R_пост, (2.3)

где R_пост = R_К + R_Э+ R_Ф – сопротивление нагрузки для постоянного тока.

Уравнение (2.3) и есть уравнение нагрузочной прямой постоянного тока, которая строится на графике 2.4.

Нагрузочная прямая переменного тока пересекается с нагрузочной прямой постоянного тока в рабочей точке, а ее наклон определяется величиной активного сопротивления нагрузки для переменного тока R_пер. Для схемы рис. 1.2

R_пер = R_КR_Н/(R_К + R_Н).

Таким образом, нагрузочная прямая переменного тока описывается уравнением прямой, проходящей через заданную точку (точку покоя) под заданным углом, определяемым величиной активного сопротивления нагрузки R_пер.

Если координаты рабочей точки (точки покоя) обозначить I_К и U_КЭ, то уравнение нагрузочной прямой переменного тока примет вид

(2.4)

Рис. 2.6. Вид окна установки параметров при расчете выходных статических
и динамических характеристик биполярного транзистора

Для транзистора 2N2369 I_К = 8 мА, U_КЭ = 1, 44 В, Е_п = 3 В, R_пост =
= 100 Ом, R_пер = 100 Ом.

Чтобы построить нагрузочные прямые по постоянному и переменному току, необходимо в окне рис. 2.2 добавить еще две строки спецификации вывода результатов (рис. 2.6). В этих строках в поле Y Expression следует привести аналитические выражения (2.3) и (2.4) для нагрузочных прямых постоянного и переменного тока. Аргументом этих функций будет коллекторное напряжение VC(Q1).

После выполнения команды Запуск на экран будет выведено семейство выходных статических характеристик и нагрузочные прямые (рис. 2.7).

Построение нагрузочных прямых

1. Откройте файл CASCAD.CIR, созданный в работе № 1.

2. В меню Анализ установите режим Расчет по постоянному току и определите потенциалы всех узлов и токи, протекающие через элементы схемы.

3. Проверьте правильность законов Кирхгофа для всех узлов и замкнутых контуров схемы.

Рис. 2.7. Выходные статические и динамические характеристики
биполярного транзистора

4. Рассчитайте мощность, потребляемую от источника питания.

5. Определите резистор, на котором рассеивается наибольшая мощность, и приведите ее значение.

6. Определите координаты рабочей точки (точки покоя): I_К, U_КЭ, I_Б, U_БЭ.

7. Создайте файл VAX_OUT.CIR, введите схему для снятия вольт-амперных статических характеристик транзистора.

8. Постройте семейство выходных статических характеристик, выбрав такой диапазон изменения токов и напряжений, чтобы точка покоя лежала примерно посередине этого диапазона.

9. Создайте файл VAX_IN.CIR, введите схему рис. 2.1 и постройте семейство входных статических характеристик вашего транзистора.

10. На семействе выходных статических характеристик постройте нагрузочные прямые по постоянному и переменному току.

 

 

 

Рис. 2.8. Выходные статические и динамические характеристики
биполярного транзистора

 

 

 

 

Рис. 2.9 Входные статические характеристики биполярного транзистора

Порядок выполнения работы

Исследуйте усилительный каскад из лабораторной работы № 1 (рис. 1.2) в статическом режиме, а именно:

1) определите потенциалы всех узлов и токи, протекающие через элементы схемы;

2) проверьте правильность законов Кирхгофа для всех узлов и замкнутых контуров схемы;

3) рассчитайте мощность, потребляемую от источника питания.

4) определите резистор, на котором рассеивается наибольшая мощность, и привести ее значение;

5) определите координаты рабочей точки (точки покоя) транзистора: I_К, U_КЭ, I_Б, U_БЭ;

6) постройте семейство выходных и входных статических характеристик транзистора;

7) на семействе выходных статических характеристик постройте нагрузочные прямые по постоянному и переменному току;

8) оформите полученные характеристики так, как это показано на рис. 2.8 и 2.9.

Форма отчетности

Лабораторная работа должна содержать:

· титульный лист;

· задание;

· результаты по всем пунктам задания;

Требования к оформлению и защите лабораторных работ по данной дисциплине приведены в лабораторной работе № 1.

2.4. Контрольные вопросы

1. Что такое статический режим работы схемы?

2. Для чего нужен анализ схем в статическом режиме?

3. Какими уравнениями описывается поведение схемы в режиме DС? Какие методы решения таких уравнений вы знаете?

4. Какие характеристики схемы могут быть получены в режиме DC?

5. Возможен ли DC анализ для нелинейных схем?

6. Как следует подготовить схему для анализа в режиме DC?

7. Как учитываются свойства емкостей и индуктивностей схемы при DC анализе?

8. Для чего используется режим Probe?

9. Как выделить фрагмент графика для рассмотрения в увеличенном масштабе?

10. Каков смысл опции Stepping? Для чего его можно использовать?

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ И ПЕРЕХОДНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ПАССИВНЫХ
И АКТИВНЫХ СХЕМ

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. V) Построение переходного процесса исходной замкнутой системы и определение ее прямых показателей качества
2. Анализ денежных потоков и расчет ликвидного денежного потока.
3. АНАЛИЗ И РАСЧЁТ ОДНОФАЗНОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
4. Бесконтактный двигатель постоянного тока
5. В медицинской практике с целью прогревания конечностей при их отморожении действуют токами ультравысокой частоты (УВЧ). Известно, что при этом не наблюдается сокращения мышц.
6. В сеть постоянного тока радиоприёмник включать нельзя.
7. Взаимное расположение двух прямых.
8. Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует силой Ампера на другой ток и наоборот.
9. Водовыпуск прямых и геликоидальных труб
10. Врачевание в первобытном обществе и странах Древнего Востока
11. Выбор источника тока по мощности нагрузки
12. Выбор распределительного устройства парокатализаторного потока в реакторе.