2.2 Анализ для значения амплитуды источника сигнала gis 0,005 в.

Анализ проходной ВАХ транзистора.

Рисунок 5 – График проходной ВАХ транзистора Iк = f(Uб,э)

Снимаем по точкам данные полученного графика проходной ВАХ транзистора Iк = f(Uб,э) в пределах изменения Uб,э [Vbe] от 0,5 до 0,7 В с шагом 0,02 В.

Таблица 2.3 – Значения проходной ВАХ транзистора

U, В	0,5	0,52	0,54	0,56	0,58	0,60	0,62	0,64	0,66
I, мА	0,026	0,068	0,163	0,387	0,928	2,123	4,841	10,571	21,481
U, В	0,68	0,70
I, мА	29,944	30,050

Ток насыщения коллектора I_к,н (I_с) = 25,5 мА и соответствующее ему начальное напряжение насыщения U_б,э.н [Vbe] = 662 мВ.

Крутизна S₀ ВАХ вблизи рабочей точки (смещения): Для этого установить левую измерительную линию в точку Uб,э = 0,615 В, а затем перемещая правую измерительную линию по графику, установить ее в точку Uб,э = 0,625 В. Измеряемое значения крутизны S0 отображается в верхней строке столбца Slope в миллиамперах на милливольты.

U0 = Uб,э = 0,62 ± 0,005 В: S₀ = 0,1939 мА/В.

Далее необходимо построить ВАХ по измеренным точкам и аппроксимировать ее степенным полиномом 2-й степени в пределах Uб,э [Vbe] от 0,57 до 0,67 В, относительно среднего значения Uб,э = U0 = 0,62 В.

Полиномом второй степени запишем в виде:

                                                  i = a₀ + a₁u + a₂u²     

I0= a0 +a1U₀+a2U₀²

I1= a0 +a1U₁+a2U₁²

I2= a0 +a1U₂+a2U₂²

Необходимо определить коэффициенты а0, а1, а2.

Решая эту систему линейных уравнений методом Крамера получаем следующие числовые значения коэффициентов:

а0= 1,375; а1= -4,677; а2=3,979;

Таким образом, можно записать полином второй степени:

I(U)=1,375 - 4,677U + 3,979 U²

Построим ВАХ по измеренным точкам и построить на том же графике зависимость аппроксимирующей функции ВАХ:

Рисунок 6 – График ВАХ и апроксимирующей функции ВАХ

Произведем анализ временных и спектральных характеристик “слабого” сигнала на входе и выходе НЦ.

Рисунок 7 – Временные и спектральные характеристики «слабого» сигнала на выходе НЦ

Рисунок – Графики зависимостей: 1– временной зависимости входного сигнала на базе транзистора U_б,э(t) [Vbe], 2 – временной зависимости тока коллектора транзистора Iк(t) [Ic], 3 – временной зависимости выходного сигнала на коллекторе транзистора Uк,э(t) [Vce], 4 - совмещенных спектров сигнала на базе Uб,э(t) и выходного сигнала на коллекторе Uк,э(t).

Значения совмещенных спектров сигнала на базе Uб,э(t) и выходного сигнала на коллекторе Uк,э(t).

Таблица 2.4

Uб,э, В	0,618	0,019	0	0	0
Uк,э ,В	7,321	1,238	0,220	0,021	0,001
F, Гц	0	1	2	3	4

       

Рассчитаем коэффициент гармоник по формуле:

(для U_б,э)

(для U_к,э)

Вывод: При анализе и расчете реальную ВАХ конкретного нелинейного элемента, имеющего сложный характер, приближенно представляют аналитической зависимостью, которая называется аппроксимацией характеристики. Точность аппроксимации ВАХ реальных нелинейных элементов при использовании полиномов будет тем выше, чем большее число членов она содержит.