2. Программа работы.

2.1. Рабочее задание

2 .1.1. Собрать схему насыщенного транзисторного ключа в соответствии с рис. 18.

Номиналы элементов схемы на рис. 18 ориентировочные. Включить электронную измерительную аппаратуру и дать ей прогреться в течение 10мин.

2.1.2. Установить напряжение коллекторного питания Е_к = 10 В, напряжение смещения Е_б2 = 4 В.

2.1.3. Подать с генератора на вход ключа пря-

моугольные импульсы длительностью 20 мкс с частотой следования 10 кГц.

Амплитуду импульсов с генератора установить в пределах от 5 до 10 В.

2.1.4. Подать сигналы с выхода ключа на электронный осциллограф. Убедиться в работоспособности схемы.

2.1.5. Отключить источник смещения Е_б2 . Для нескольких значений сопротивления R_к измерить постоянную времени τ_βэ (см. ниже методические указания).

2.1.6. По данным измерений в п.2.1.5 построить график τ_βэ = f (R_к) и определить постоянную времени транзистора τ_β .

2.1.7. Определить коэффициент передачи тока базы β.

2.1.8. По данным п.п. 2.1.5. – 2.1.7. определить емкость коллекторного перехода.

2.1.9. Включить цепь источника смещения Е_б2. Определить влияние входного сигнала I_б1 на быстродействие ключа, сняв зависимости: t_вкл. = f₁ (S₁); t_р=f₂(S₁). Зависимости снять для S₁ = 1,1; 1,5; 2; 3; 4; 5.

2.1.10. Установить включающий ток базы I_б1 = 0,5 мА. Определить влияние I_кн на быстродействие ключа, сняв зависимости t_ф1 = f₁ (R_к); t_р = f ₂(R_к); t_ф2 = f ₃(R_к). Величину R_к изменять в диапазоне от 500 Ом до 5 кОм.

2.1.11. Установить исходную величину R_к и подключить ускоряющий конденсатор параллельно резистору R_б1 (см. схему на рис. 19). Коэффициент насыщения схемы S₁ = 1,1 обеспечить соответствующей амплитудой входных импульсов. Выяснить влияние ускоряющего конденсатора на быстродействие ключа, измерить длительность переходных процессов.

2 .1.12. Собрать схему с нелинейной ООС (рис. 20). Выяснить влияние цепи нелинейной ООС на быстродействие ключа при различных S₁.

2.2. Методические указания по выполнению лабораторной работы

2.2.1. При наблюдении импульсных сигналов на экране осциллографа наиболее целесообразно пользоваться режимом внешней синхронизации. Все измерения временных интервалов следует производить при масштабе развертки 0,2 мкс/см или 0,5 мкс/см.

2.2.2. При измерении эквивалентной постоянной времени τ_βэ величину базового тока нужно установить такой, чтобы транзистор работал на границе насыщения. Граница насыщения легко фиксируется по началу уменьшения амплитуды выходного импульса. Тогда по осциллограмме выходного напряжения или тока определяется активная длительность фронта импульса t_ф1 . Величина τ_βэ при этом будет равна:

τ_βэ = t_ф1 / 2,3.

2.2.3. Постоянная времени транзистора τ_β находится по графику τ_βэ=f(R_к). Экстраполяция этой кривой до пересечения с осью ординат позволяет экспериментально определить τ_β.

2.2.4. Коэффициент передачи тока базы β определяется следующим образом:

,

где U_бm – амплитуда отпирающего импульса напряжения между базой и эмиттером, измеренная на экране осциллографа при установке его чувствительности по Y не менее 0,1В/см.

Измерение β проводится при работе ключа в нормальном активном режиме, ближе к границе насыщения.

2.2.5. Емкость коллекторного перехода определяется по формуле:

2.2.6. Постоянную времени транзистора в режиме насыщения можно принять τ_н = 0,7τ_β .

2.2.7. Для схемы на рис. 18 включающий ток базы равен:

Коэффициент насыщения при включении S₁ связан с амплитудой импульсов с генератора следующим образом: