Лабораторная работа №3 по дисциплине: Элементная база телекоммуникационных систем. Вариант №03. 2021 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.

3 Задание на выполнение лабораторной работы

В ходе выполнения лабораторной работы требуется:
1. Подобрать транзисторы и рассчитать параметры резисторов схем транзисторных ключей, приведенных на рисунках Б.6 и Б.+7.
2. Собрав схемы, приведенные на рисунках рисунков Б.6 и Б.7 с рассчитанными элементами, убедиться в их работоспособности.
3. Пользуясь рекомендациями пунктов 4.3 и 4.4, 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)
Занести основные параметры транзисторного ключа на n-p-n транзисторе в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 – Параметры транзисторного ключа на n-p-n транзисторе

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.

Таблица 4.2 – Параметры испытательного ключа на n-p-n транзисторе

4.2 Расчёт и испытание транзисторного ключа на p-n-p транзисторе
1. Выбрать параметры на расчёт ключевой схемы в соответствии с вариантом (Приложение А) - значения коммутируемых токов и напряжений ( , E2 соответственно).
2. Выбрать марку транзистора из предлагаемого набора транзисторов – 2N5086, 2N5087, 2N4402, 2N4403, 2N5401, КТ818V – по критериям (4.1), (4.2). Параметры UКЭmax и IKmax найти, используя ресурсы Интернета.
3. Рассчитать требуемый ток базы по формуле (4.3).
4. Рассчитать номинал резистора по выражению (4.4), а - по выражению
(4.6)
Занести основные параметры транзисторного ключа на p-n-p транзисторе в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Параметры транзисторного ключа на p-n-p транзисторе

5. Собрать схему, приведенную на рисунке Б.7 (Приложение Б) и измерить величины , , , при двух значениях управляющего источника и . По измеренным значениям сделать вывод о состоянии ключа для обоих случаев (в каком случае открыт, в каком - закрыт) и записать его в «Примечаниях» таблицы 4.4.
6. Выполнить указания подпунктов 6,7 для предыдущего ключа.

Таблица 4.4 - Параметры испытательного ключа на p-n-p транзистора

7. Вычислить указанные в таблице 4.4 мощности (строки 5-8). При расчётах использовать значения последних измерений. По вычисленным значениям сделать вывод об экономичности схемы.

4.3 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 .

Таблица 4.5 - Параметры транзисторного ключа на n-p-n транзисторе

По измеренным значениям построить передаточную характеристику транзисторного ключа на n-p-n транзисторе

4.4 Исследование входной и передаточной характеристик транзисторного ключа на p-n-p транзисторе
Для схемы рисунка Б.7 (Приложение Б) выполняются действия пункта 4.3, только результаты измерений фиксируются в таблицу 4.6. Также строятся графики входной и передаточной характеристики. Определяется порог переключения ключа .

Таблица 4.6 - Параметры транзисторного ключа на p-n- p транзисторе

По измеренным значениям построить передаточную характеристику транзисторного ключа на p-n- p транзисторе

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Элементная база телекоммуникационных систем
Вид работы: Лабораторная работа 3
Оценка: Зачет
Дата оценки: 27.06.2021
Рецензия: .............................................,

Елистратова Ирина Борисовна


p.s. Помогу с другим вариантом. Пишите на почту: bardak.2013@yandex.ru