Элементная база телекоммуникационных систем. Лабораторная работа №3. .Вариант №15
Состав работы
|
|
Необходимые программы
Работа представляет собой файл, который можно открыть в программе:
- Microsoft Word
Описание
1 Задание на подготовку к выполнению лабораторной работы
Тема: Изучение ключевых схем на биполярных транзисторах
Цель работы: 1. Изучить основные принципы работы ключевых схем (лекции 4 и 6).
2. Приобрести начальные навыки расчёта параметров элементов некоторых ключевых схем.
Выполнению данной работы должна предшествовать предварительная подготовка, состоящая в следующем:
1. Изучение темы и цели лабораторной работы.
2. Изучить теоретический материал в объеме материала лекций и теоретического введения.
3. Требования к оформлению отчета (см. раздел 6).
Номер варианта для выполнения лабораторной работы должен выбирается по двум последним цифрам номера пароля. Варианты приведены в Приложении А.
2 Теоретическое введение
Транзисторный ключ является основным элементом устройств цифровой электроники и очень многих устройств силовой электроники. Параметры и характеристики транзисторного ключа в очень большой степени определяют свойства соответствующих схем. Качественное улучшение параметров и характеристик транзисторных ключей приводит к радикальному улучшению электронных устройств.
Простейший ключ на биполярном транзисторе показан на рис. 2.1.Резистор Rб в цепи базы служит для задания необходимого тока базы. Резистор Rк является внутренней нагрузкой ключа, а резистор Rн – его внешней нагрузкой. Величина внешней нагрузки может меняться в широких пределах. При RК= ∞ ключ работает в режиме холостого хода. Предельной нагрузкой, при которой ключ еще должен сохранять свои параметры, считают величину Rн = Rк.
Распространены ключевые схемы в цепях, управляемых электронными устройствами – цифровыми управляющими устройствами, микропроцессорными системами, в том числе в устройствах с импульсным регулированием или стабилизацией напряжения источников питания, потребляемой нагрузкой мощности. Назначение таких ключей – коммутация электрических цепей.
Рассмотрим статический (по постоянному току) и динамический режимы работы ключа:
Статический режим. В статическом режиме ключ может быть закрыт(транзистор находится в режиме отсечки) либо открыт (транзистор находится в режиме насыщения). Ключ закрыт, когда напряжение на входе меньше напряжения логического нуля 0 Uвх. Для ключей на кремниевых биполярных транзисторах оно составляет 0.4–0.5 В. В этом режиме IK = Iб = 0 Сопротивление закрытого ключа составляет сотни кОм. Если на входе действует импульс напряжения такой величины, чтобы транзистор находился в режиме насыщения, то ток базы
. (2.1)
В режиме насыщения оба перехода смещены в прямом направлении, и ток коллектора возрастает до наибольшего значения:
. (2.2)
Напряжение Uкэ в режиме насыщения составляет 0.2–0.3 В, а выходное сопротивление – несколько десятков Ом. Для насыщения транзистора необходимо, чтобы ток базы стал больше минимального значения, при котором начинается насыщение транзистора:
Транзистор должен входить в режим насыщения, когда входное напряжение превышает напряжение логической единицы U1max. Для ключей на биполярных транзисторах U1max =2.7 - 5В. Передаточная характеристика ключа на БТ показана на рисунке 2.2.Рабочими являются участки переходной характеристики, соответствующие отсечке и насыщению.
3 Задание на выполнение лабораторной работы
В ходе выполнения лабораторной работы требуется:
1. Подобрать транзисторы и рассчитать параметры резисторов схем транзисторного ключа, приведенного на рисунке Б.6.
2. Собрав схему, приведенную на рисунке Б.6 с рассчитанными элементами, убедиться в работоспособности схемы.
3. Пользуясь рекомендациями пункта 4.3, исследовать передаточные характеристики рассчитанных ключевых схем.
4 Рекомендации к выполнению исследований
4.1 Расчет и испытание транзисторного ключа на n-p-n транзисторе
1. Выбрать параметры на расчёт ключевой схемы в соответствии с вариантом (Приложение А) - значения коммутируемых токов и напряжений ( , E2 соответственно), а также значение уровня логической «1» - E1max.
2. Выбрать марку транзистора из предлагаемого набора – КТ3102Е, KT3102D, КТ315A, 2N5551 – по следующим критериям:
, (4.1)
. (4.2)
Параметры UКЭmax и IKmax найти, используя ресурсы Интернета.
3. Рассчитать требуемый ток базы
, (4.3)
где h21оэ - статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером (выбрать максимальное значение из диапазона, приведенного в характеристиках транзистора).
4. Рассчитать номиналы резисторов по следующим выражениям
, (4.4)
. (4.5)
5. Для проверки рассчитанных значений выполнить измерения, используя виртуальный универсальный лабораторный стенд. Основные сведения работы на виртуальном стенде приведены в Приложении Б. Собрать схему, приведенную на рисунке Б.6 (Приложение Б) и измерить величины , , , при двух значениях управляющего источника и и зафиксировать их в таблицу 4.2. По измеренным значениям сделать вывод о состоянии ключа для обоих случаев (при каком E1 – открыт, при каком - закрыт) и записать его в «Примечаниях» таблицы 4.2.
6. Сравнить токи базы и коллектора в открытом состоянии с требуемыми - с , а с . Сделать вывод о соответствии техническому заданию (если отличия составляют более чем 5 %, то схема не выполняет заданные функции).
7. Вычислить указанные в таблице мощности (строки 5-8) по указанным там же выражениям. По вычисленным значениям сделать вывод об экономичности схемы.
4.2 Исследование входной и передаточной характеристик транзисторного ключа на n-p-n транзисторе
Для схемы рисунка Б.6 (Приложение Б) выполнить следующее:
1. Для источника E1 задать значения, указанные во втором столбце таблицы 4.5.
2. При каждом E1 измерить значения , , и вычислить . Зафиксировать результаты измерений и вычислений в таблицу.
3. По полученным результатам построить графики входной и передаточной характеристики. Определить порог переключения ключа .
5 Содержание отчёта
1. Тема и цель лабораторной работы.
2. Таблицы наблюдений (таблицы 4.1 – 4.3).
3. Графики статических входных и передаточных характеристик ключей.
4. Экспериментальные значения входных пороговых напряжений переключения.
5. Передаточная характеристика транзисторного ключа.
6. Выводы по результатам проведенных исследований. Сделайте «экспертное» заключение о следующем:
- насколько «идеальны» схемы как ключи;
- насколько «идеальны» входные параметры ключа.
2020 год.
Тема: Изучение ключевых схем на биполярных транзисторах
Цель работы: 1. Изучить основные принципы работы ключевых схем (лекции 4 и 6).
2. Приобрести начальные навыки расчёта параметров элементов некоторых ключевых схем.
Выполнению данной работы должна предшествовать предварительная подготовка, состоящая в следующем:
1. Изучение темы и цели лабораторной работы.
2. Изучить теоретический материал в объеме материала лекций и теоретического введения.
3. Требования к оформлению отчета (см. раздел 6).
Номер варианта для выполнения лабораторной работы должен выбирается по двум последним цифрам номера пароля. Варианты приведены в Приложении А.
2 Теоретическое введение
Транзисторный ключ является основным элементом устройств цифровой электроники и очень многих устройств силовой электроники. Параметры и характеристики транзисторного ключа в очень большой степени определяют свойства соответствующих схем. Качественное улучшение параметров и характеристик транзисторных ключей приводит к радикальному улучшению электронных устройств.
Простейший ключ на биполярном транзисторе показан на рис. 2.1.Резистор Rб в цепи базы служит для задания необходимого тока базы. Резистор Rк является внутренней нагрузкой ключа, а резистор Rн – его внешней нагрузкой. Величина внешней нагрузки может меняться в широких пределах. При RК= ∞ ключ работает в режиме холостого хода. Предельной нагрузкой, при которой ключ еще должен сохранять свои параметры, считают величину Rн = Rк.
Распространены ключевые схемы в цепях, управляемых электронными устройствами – цифровыми управляющими устройствами, микропроцессорными системами, в том числе в устройствах с импульсным регулированием или стабилизацией напряжения источников питания, потребляемой нагрузкой мощности. Назначение таких ключей – коммутация электрических цепей.
Рассмотрим статический (по постоянному току) и динамический режимы работы ключа:
Статический режим. В статическом режиме ключ может быть закрыт(транзистор находится в режиме отсечки) либо открыт (транзистор находится в режиме насыщения). Ключ закрыт, когда напряжение на входе меньше напряжения логического нуля 0 Uвх. Для ключей на кремниевых биполярных транзисторах оно составляет 0.4–0.5 В. В этом режиме IK = Iб = 0 Сопротивление закрытого ключа составляет сотни кОм. Если на входе действует импульс напряжения такой величины, чтобы транзистор находился в режиме насыщения, то ток базы
. (2.1)
В режиме насыщения оба перехода смещены в прямом направлении, и ток коллектора возрастает до наибольшего значения:
. (2.2)
Напряжение Uкэ в режиме насыщения составляет 0.2–0.3 В, а выходное сопротивление – несколько десятков Ом. Для насыщения транзистора необходимо, чтобы ток базы стал больше минимального значения, при котором начинается насыщение транзистора:
Транзистор должен входить в режим насыщения, когда входное напряжение превышает напряжение логической единицы U1max. Для ключей на биполярных транзисторах U1max =2.7 - 5В. Передаточная характеристика ключа на БТ показана на рисунке 2.2.Рабочими являются участки переходной характеристики, соответствующие отсечке и насыщению.
3 Задание на выполнение лабораторной работы
В ходе выполнения лабораторной работы требуется:
1. Подобрать транзисторы и рассчитать параметры резисторов схем транзисторного ключа, приведенного на рисунке Б.6.
2. Собрав схему, приведенную на рисунке Б.6 с рассчитанными элементами, убедиться в работоспособности схемы.
3. Пользуясь рекомендациями пункта 4.3, исследовать передаточные характеристики рассчитанных ключевых схем.
4 Рекомендации к выполнению исследований
4.1 Расчет и испытание транзисторного ключа на n-p-n транзисторе
1. Выбрать параметры на расчёт ключевой схемы в соответствии с вариантом (Приложение А) - значения коммутируемых токов и напряжений ( , E2 соответственно), а также значение уровня логической «1» - E1max.
2. Выбрать марку транзистора из предлагаемого набора – КТ3102Е, KT3102D, КТ315A, 2N5551 – по следующим критериям:
, (4.1)
. (4.2)
Параметры UКЭmax и IKmax найти, используя ресурсы Интернета.
3. Рассчитать требуемый ток базы
, (4.3)
где h21оэ - статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером (выбрать максимальное значение из диапазона, приведенного в характеристиках транзистора).
4. Рассчитать номиналы резисторов по следующим выражениям
, (4.4)
. (4.5)
5. Для проверки рассчитанных значений выполнить измерения, используя виртуальный универсальный лабораторный стенд. Основные сведения работы на виртуальном стенде приведены в Приложении Б. Собрать схему, приведенную на рисунке Б.6 (Приложение Б) и измерить величины , , , при двух значениях управляющего источника и и зафиксировать их в таблицу 4.2. По измеренным значениям сделать вывод о состоянии ключа для обоих случаев (при каком E1 – открыт, при каком - закрыт) и записать его в «Примечаниях» таблицы 4.2.
6. Сравнить токи базы и коллектора в открытом состоянии с требуемыми - с , а с . Сделать вывод о соответствии техническому заданию (если отличия составляют более чем 5 %, то схема не выполняет заданные функции).
7. Вычислить указанные в таблице мощности (строки 5-8) по указанным там же выражениям. По вычисленным значениям сделать вывод об экономичности схемы.
4.2 Исследование входной и передаточной характеристик транзисторного ключа на n-p-n транзисторе
Для схемы рисунка Б.6 (Приложение Б) выполнить следующее:
1. Для источника E1 задать значения, указанные во втором столбце таблицы 4.5.
2. При каждом E1 измерить значения , , и вычислить . Зафиксировать результаты измерений и вычислений в таблицу.
3. По полученным результатам построить графики входной и передаточной характеристики. Определить порог переключения ключа .
5 Содержание отчёта
1. Тема и цель лабораторной работы.
2. Таблицы наблюдений (таблицы 4.1 – 4.3).
3. Графики статических входных и передаточных характеристик ключей.
4. Экспериментальные значения входных пороговых напряжений переключения.
5. Передаточная характеристика транзисторного ключа.
6. Выводы по результатам проведенных исследований. Сделайте «экспертное» заключение о следующем:
- насколько «идеальны» схемы как ключи;
- насколько «идеальны» входные параметры ключа.
2020 год.
Похожие материалы
Элементная база телекоммуникационных систем. Лабораторная работа №3
L0ki
: 29 декабря 2020
1 Задание на подготовку к выполнению лабораторной
работы
Тема: Изучение ключевых схем на биполярных транзисторах
Цель работы: 1 Изучить основные принципы работы ключевых схем
(лекции 4 и 6).
2 Приобрести начальные навыки расчёта параметров
элементов некоторых ключевых схем.
Выполнению данной работы должна предшествовать предварительная
подготовка, состоящая в следующем:
1 Изучение темы и цели лабораторной работы.
2 Изучить теоретический материал в объеме материала лекций и
теоретического введени
200 руб.
Лабораторная работа №3 Элементная база телекоммуникационных систем. Вариант №3
ferum687
: 9 июня 2020
ИССЛЕДОВАНИЕ КЛЮЧЕВЫХ СХЕМ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
1 Задание на подготовку к выполнению лабораторной работы
Тема: Изучение ключевых схем на биполярных транзисторах
Цель работы: 1. Изучить основные принципы работы ключевых схем (лекции 4 и 6).
2. Приобрести начальные навыки расчёта параметров элементов некоторых ключевых схем.
Выполнению данной работы должна предшествовать предварительная подготовка, состоящая в следующем:
1. Изучение темы и цели лабораторной ра
750 руб.
Элементная база телекоммуникационных систем. Лабораторная работа №3. Вариант №11
Кот Леопольд
: 31 января 2021
Цель работы:
Изучить основные принципы работы ключевых схем
Приобрести начальные навыки расчёта параметров элементов некоторых ключевых схем.
Марка транзистора КТ3102Д
Марка транзистора 2N5401
500 руб.
Элементная база телекоммуникационных систем. Лабораторная работа №3. Вариант 01
Александр65
: 29 июня 2020
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе No3
ИССЛЕДОВАНИЕ КЛЮЧЕВЫХ СХЕМ НА БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРАХ
1) Задание на подготовку к выполнению лабораторной работы
Тема: Изучение ключевых схем на биполярных транзисторах.
Цель работы: 1. Изучить основные принципы работы ключевых схем (лекции 4 и 6).
2. Приобрести начальные навыки расчёта параметров элементов некоторых ключевых схем.
Выполнению данной работы должна предшествовать предварительная подготовка, состоящая в с
300 руб.
Элементная база телекоммуникационных систем
radist2020
: 30 января 2022
Вариант 15
Задание 1
1. Осуществить расчет параметров диода по заданным параметрам, приведенным в таблице 1 (формулы для расчета приведены ниже таблицы 1).
2. Выбрать все типы диодов из Приложения А, с параметрами, удовлетворяющими условиям (1) и (2).
Задача 2
ВЫБОР СТАБИЛИТРОНОВ ДЛЯ ВТОРИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
Задача 3
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ПОИСК ТРАНЗИСТОРА
600 руб.
Контрольная работа по дисциплине: Элементная база телекоммуникационных систем. Вариант 15
Roma967
: 3 января 2023
АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ НАНОЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Цель работы
Оценить технико-экономическую эффективность внедрения изделий наноэлектроники.
1. Исходные данные
В качестве наноэлектронного изделия студенты рассматривают интегральную схему ультравысокой степени интеграции (УБИС), тип которой соответствует двум последним цифрам пароля (таблица 1.1).
Данные наноэлектронного изделия и параметры компонентов, которые используются для реализации изделия соответствующего по
1000 руб.
Элементная база телекоммуникационных систем. Лабораторная работа №1 .Вариант №15
avtor_avtor
: 3 января 2020
1 Задание на подготовку к выполнению лабораторной работы
Тема: Исследование полупроводниковых устройств
Цель работы: 1. Изучить характерные свойства электронно-дырочного перехода, определяющие характеристики выпрямительного диода и стабилитрона (лекция №2).
2. Приобрести навыки работы с измерительными приборами, а также по обработке и оформлению полученных результатов.
Выполнению данной работы должна предшествовать предварительная подготовка, состоящая в следующе
500 руб.
Элементная база телекоммуникационных систем. Лабораторная работа №2 .Вариант №15
avtor_avtor
: 3 января 2020
1 Задание на подготовку к выполнению лабораторной работы
Тема: Исследование характеристик полевых транзисторов
Цель работы: Изучить статические ВАХ и другие определяющие характеристики полевых транзисторов (лекция 3)
Выполнению данной работы должна предшествовать предварительная подготовка, состоящая в следующем:
1. Изучение темы и цели лабораторной работы.
2. При изучении теоретического материала в объеме материала лекций и теоретического введения обратить внимание на следующие основные в
500 руб.
Другие работы
2-е задачи БУ в КО
studypro2
: 28 июня 2017
Бухгалтерский учет в КО
Вопрос 1: Отразить на счетах бухгалтерского учёта в кредитных организациях следующие операции коммерческого банка:
Коммерческий банк предоставил межбанковский кредит банку-резиденту на срок до 30 дней под гарантию иностранного банка-корреспондента в корреспонденции со счётом «лоро».
Кредит не был погашен в установленный срок (вместе с %) и списан на просроченную задолженность.
Затем кредит был погашен – сумма задолженности списана со счёта гаранта.
Вопрос 2: Отразить
200 руб.
Система банкротства в Российской Федерации. Методы прогнозирования возможного банкротства предприятия
Qiwir
: 4 ноября 2013
Введение. 2
1. Два подхода к прогнозированию банкротства. 3
2. Три модели Альтмана. 4
3. Методика О.П. Зайцевой. 6
4. Методика ФСФО РФ.. 7
5. Методика определения класса кредитоспособности. 8
6. Методика балльных оценок. 9
7. Критерии А.И. Ковалева, В.П. Привалова. 10
8. Методика А.О. Недосекина. 11
Заключение. 13
Список литературы.. 14
Введение
Проблема прогнозирования возможного банкротства предприятий сегодня чрезвычайно актуальна в Российской Федерации. За последние десять лет оч
10 руб.
Лекции - История инженерного дела в России
OstVER
: 10 сентября 2012
Зарождение инженерной профессии.
Основные этапы становления профессии инженер
Развитие инженерного дела в России
Инженерное дело России в послеоктябрьский период (1917 г.) и до наших дней.
20 руб.
Исследование денежного рынка Республики Беларусь и определения путей его развития
Lokard
: 30 октября 2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. 3
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЕНЕЖНОГО РЫНКА СТРАНЫ.. 4
1.1 Рынок денег: спрос и предложение. Классическая и кейнсианская теории спроса на деньги. Модель предложения денег и денежный мультипликатор. 4
1.2 Равновесие на денежном рынке. Реакция денежного рынка на изменение спроса и предложения денег. 14
1.3 Денежный рынок Республики Беларусь: этапы становления и проблемы функционирования на современном этапе. Основные направления государственного
10 руб.