621.38 (075.8)

Б953

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Ю. М. БЫКОВСКИЙ, А. А. СКИДАН, С. В. ПЕТРОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

по дисциплинам электронной схемотехники

ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО УСИЛИТЕЛЬНОГО

КАСКАДА

(для студентов очной и заочной форм обучения)

Утверждено

ученым советом института

Севастополь

2004

УДК 621.38.0012 (075.8)

621.38 (075.8)

Б 953

Быковский Ю. М., Скидан А. А., Петров С. В.

Б 953 Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплинам электронной схемотехники “Графоаналитический расчет полупроводникового усилительного каскада” (для студентов очной и заочной форм обучения).

 Севастополь: СНИЯЭ и П, 2004.  27 с.

В учебном пособии приведены сведения, необходимые для расчета полупроводникового усилительного каскада графоаналитическим методом. Изложена методика выполнения расчетно-графической работы, приведены варианты заданий.

Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по направлениям подготовки: 0925 – “Автоматизированное управление технологическими процессами”, 0905 – “Энергетика”, 0906 – “Электротехника”, 0913 – “Метрология, стандартизация и сертификация”, 0804 - “Компьютерные науки”.

621.38 (075.8)

Рецензенты: Н. М. Хмелев

Г. С. Калужский

Научный редактор: Ю. М. Быковский

© Издание СНИЯЭ и П, 2004

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений 3

Предисловие 4

1. Содержание и последовательность выполнения работы 5

2. Методические указания по выполнению

расчетно-графической работы ……………….. 6

3. Контрольные вопросы 19

Приложения 21

Приложение А Варианты РГР………………………………...… 21

Приложение Б Образец задания на РГР………………………... 22

Приложение В Статические характеристики транзисторов…... 23

Приложение Г Предельные эксплуатационные параметры

транзисторов …………………………………….. 24

Приложение Д Расчет номинальных значений сопротивлений

резисторов и емкостей конденсаторов 25

Приложение Е Образец титульного листа РГР……………… … 26

Литература для выполнения РГР ……………………………… 27

ОЭ – схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером; РГР – расчетно-графическая работа; УНЧ – усилитель низкой частоты; УПТ – усилитель постоянного тока; IБ – ток базы транзистора; IК – ток коллектора транзистора; IКБО – обратный ток перехода коллектор-база; IЭ – ток эмиттера транзистора; UВХ – напряжение на входе транзисторного усилительного каскада; UВЫХ - напряжение на выходе транзисторного усилительного каскада UБЭ - напряжение база- эмиттер транзистора; UКЭ – напряжение коллектор- эмиттер транзистора;

EК - ЭДС источника питания; f - частота сигнала; РК – мощность, потребляемая усилительным каскадом от источника питания; РКm – полезная мощность, передаваемая усилительным каскадом в нагрузку; РКо  мощность, рассеиваемая коллекторным переходом транзистора в режиме uВХ = 0; КU – коэффициент усиления каскада по напряжению; КI – коэффициент усиления каскада по току; КР – коэффициент усиления каскада по мощности;  - коэффициент обратной связи

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

Предисловие

Современное развитие техники характеризуется широким внедрением электроники во все сферы человеческой деятельности, важнейшие из которых связаны с организацией производства и эксплуатацией различных автоматизированных, вычислительных, информационных, измерительных и управляющих комплексов. Очевидно, что эффективность эксплуатации подобных систем предполагает высокий уровень квалификации обслуживающего персонала, его способность грамотно оценить возникшую, например, аварийную ситуацию и принять правильное решение по ее устранению. И первые шаги на пути достижения профессионального мастерства студенты делают в стенах института.

Основой технической базы современных информационно - измерительных и управляющих систем стали интегральные микросхемы, позволившие в принципе изменить пути решения многих сложных технических проблем, но при этом следует учитывать, что в разнообразной электронной аппаратуре все еще используются и будут использоваться в будущем некоторые виды дискретных электронных полупроводниковых приборов. Без знания принципов работы этих приборов и типовых электронных схем, построенных на них, невозможно в полной мере использовать те возможности, которые открывает перед разными отраслями техники современная электроника.

Знание основ построения электронных схем, параметров и характеристик этих схем необходимо для подготовки высококвалифицированных специалистов в различных областях науки и техники.

Целью настоящего пособия является помощь студентам в более глубоком изучении электронных усилительных устройств: принципов их работы и методов расчета. В пособии приводится задание на выполнение расчетно-графической работы, методические указания по её выполнению, варианты заданий и вспомогательный материал, необходимый для расчетов.

В данной расчетно-графической работе необходимо рассчитать схему предложенного усилительного каскада, определить параметры элементов, входящих в него. Вариант задания преподаватель выдает индивидуально каждому студенту.

Учебное пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по направлениям подготовки: 0905 – “Энергетика”, 0906 – “Электротехника”, 0913 – “Метрология, стандартизация и сертификация”, 0925 – “Автоматизированное управление технологическими процессами”, 0804 - “Компьютерные науки”.

1. Содержание и последовательность выполнения работы

Тема: “Графоаналитический расчет полупроводникового

усилительного каскада”

Задание: произвести графоаналитический расчет однокаскадного

транзисторного усилителя переменного тока, работающего

в режиме класса А.

Цель: 1. Получить практические навыки по расчету одиночного

транзисторного каскада усиления.

2. Более глубоко и всесторонне изучить усилительный

каскад и назначение его элементов.

В результате выполнения расчетно–графической работы студент должен:

-знать: принцип работы усилительного полупроводникового каскада, назначение отдельных элементов этого каскада;

-уметь: производить графоаналитический расчет полупроводникового усилительного каскада; анализировать работу каскада усиления при изменении параметров его схемы.

Расчетно-графическую работу рекомендуется выполнять в такой последовательности:

1. Выбор параметров усилительного каскада.

2. Построение входной и выходной статических характеристик транзистора.

3. Построение нагрузочной прямой для постоянного тока.

4. Построение переходной характеристики для постоянного тока.

5. Выбор начальной рабочей точки и определение параметров (напряжений и токов) транзистора в этой точке.

6. Построение нагрузочной прямой для переменного тока.

7. Построение переходной характеристики для переменного тока.

8. Анализ графоаналитическим методом изменения напряжений и токов транзистора при подаче на вход каскада синусоидального сигнала.

9. Расчёт сопротивлений резисторов входного делителя напряжения.

10. Расчёт емкостей конденсаторов.

11. Выбор номинальных значений сопротивлений рассчитанных резисторов и емкостей конденсаторов.

12. Расчёт коэффициента полезного действия каскада.

13. Расчёт коэффициентов усиления каскада по току, напряжению и мощности.

14. Формулирование выводов.

15. Оформление работы.

Примечание: Каждый из приведенных выше пунктов РГР должен иметь вводную часть, в которой необходимо указать, о чем идет речь, для чего нужен этот пункт, почему выполняются такие-то действия и т.д.)