Задание 1.7:

Построить внешнюю ВАХ в виде I(U), если диод описывается моделью с кусочно-линейной ВАХ. Е1=N В, Е2=(-1)^{N .}N^.2 В ,R1=N^.100 Oь, R2=(2^.R1^.N) Ом.

Результирующий ток последовательного соединения элементов характеризуется падением напряжения на каждом из них, т.е. на графике ВАХ прямые надо суммировать по напряжению.

Падение напряжения на верхней ветви для прямого смещения будет иметь вид , для обратного смещения напряжение от тока зависеть не будет.

Для нижней ветви аналогично:

Часть 2. Для заданного биполярного транзистора.

1. Построить графики семейств входных и выходных ВАХ транзистора с общим эмиттером по справочным данным.

2. Построить зависимости статического и динамического коэффициентов усиления тока базы от тока коллектора при постоянном напряжении коллектор-эмиттер, равном примерно половине от предельного значения. Выбрать рабочую точку транзистора в области допустимых тока, напряжения и мощности в коллекторной цепи. Определить необходимое значение сопротивления .

3. Рассчитать h_Э- и у_Э-параметры малосигнальных моделей для включения транзистора по схеме с общим эмиттером в рабочей точке.

4. Провести расчет h- параметров для схем включения транзистора с общей базой и общим коллектором по рассчитанным в п.3 h_Э-параметрам.

5. Рассчитать собственные коэффициенты усиления по напряжению, току и мощности, входные и выходные сопротивления транзистора, включенного по схемам с ОЭ, ОК и ОБ с учетом сопротивления .

6. Рассчитать величины элементов схем обеспечения рабочей точки в усилителе на транзисторе с ОЭ:

• в схеме с сопротивлением в цепи базы;

• в схеме с делителем;

• в схеме с делителем и цепочкой эмиттерной стабилизации.

Транзистор ГТ109А. Это германиевый сплавный p-n-p транзистор. Выпускается в миниатюрном металлическом герметичном корпусе со стеклянными изоляторами и гибкими выводами. Масса не более 0,1 грамма.

Задание 2.1:

Построим графики семейств входных и выходных ВАХ транзистора с ОЭ по справочным данным (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 Графики семейств входных и выходных ВАХ транзистора с ОЭ по справочным данным.

Задание 2.2:

Построим зависимость статического и динамического коэффициентов усиления тока базы от тока коллектора при постоянном U_кэ. β_ст - величина статического коэффициента передачи базового тока:

Напряжение V_кэ возьмем равным V_{кэ max}/2 = 3,5 B. Проведем линию V_кэ = 3 B на графике выходных характеристик (рисунок 2.1), и составим таблицу координат точек их пересечения (таблица 2.1), рассчитав β_ст по значениям i_к и i_б:

Таблица 2.1

iк ,мА	0,14	0,31	0,5	0,7	0,9
iб ,мА	10	20	30	40	50
βст	0,014	0,0155	0,016667	0,0175	0,018

По этой таблице построим зависимость β_ст (I_к) (рисунок 1.3).

Рисунок 2.3 Зависимость β_ст от i_к.

Для малых изменений переменных вводится динамический коэффициент передачи базового тока – β_дин:

По графику (рисунок 2.1) найдем ∆i_к и ∆i_б и рассчитаем β_дин. Результаты запишем в таблицу 2.2:

Таблица 2.2

iк ,мА	0,14	0,31	0,5	0,7	0,9
∆iк , мА	0,14	0,17	0,19	0,2	0,2
∆iб , мА	10	10	10	10	10
βдин	0,014	0,017	0,019	0,02	0,02

По этой таблице построим зависимость β_дин (i_к) (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 Зависимость β_дин от i_к.

Построим линию допустимой мощности и линию допустимой мощности с запасом (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 Линия допустимой мощности (рисовать на графике выходные ВАХ транзистора с ОЭ по справочным данным не имеет смысла, т.к. ясно, что линия максимальной мощности лежит много выше).

Для построения линии нагрузки из справочника возьмём предельное значение тока коллектора i_{к max}=20 мА, а значение напряжения U_кэ выберем такое, что бы линия нагрузки не пресекала линию допустимой мощности пополам, а именно 6 В, т.о. U_кэ = E_к = 7 B. По этим значениям на графике выходных характеристик (рис. 2.1) построим линию нагрузки, и найдем необходимое для этого сопротивление R_к:

Исходя из пересечения линии нагрузки семейством выходных характеристик найдём координаты точек их пересечения (для нахождения U_бэ построим график входных характеристик в меньшем масштабе (рисунок 2.6)) и занесём их в таблицу 2.3:

Таблица 2.3

iк, мА	Uкэ, В	iб, мкА	Uбэ, мВ
0,14	6	10	28
0,31	4,8	20	39
0,5	3,5	30	49
0,7	2,3	40	57
0,9	1,1	50	65

Рисунок 1.6 График входных характеристик в меньшем масштабе.

По найденным координатам точек построим ДПХ – график i_к(U_бэ) (рисунок 2.7), график U_кэ(U_бэ) (рисунок 2.8):

Рисунок 2.7 График i_к(U_бэ).

Рисунок 2.8 График U_кэ(U_бэ).

На обоих графиках (рисунок 2.7 и 2.8) прослеживается линейный участок, будем считать его промежутком от U_{бэ, а}= 28 мВ (точка a) до U_{бэ, б}= 65 мВ (точка b).

Найдём середину этого участка – это будет напряжение U_бэ рабочей точки А:

По найденному напряжению U_{бэ, А} нанесем на графики ДПХ рабочую точку А (рисунок 2.7 и 2.8), и по полученным координатам нанесём точку А на графики входных (в уменьшенном масштабе) и выходных характеристик (рисунки 2.9 и 2.10), и найдём координаты рабочей точки А:

А (U_бэ = 46,5 мВ; I_б = 27 мкА; U_кэ = 3,5 В; I_к = 0,5 мА)

Рисунок 2.9 Графики входных (в уменьшенном масштабе).

Рисунок 2.10 График выходных характеристик.