2020-01-14
164
Реферат
Отчет 20 с., 3 ч., 30 рис., 1 источник.
Объектом исследования являются биполярные транзисторы.
Цель работы — получение модельных характеристик транзисторов и их занесение в библиотеку МС7, а также установка рабочей точки в промежуточном каскаде УНЧ и настройка УНЧ в заданной полосе частот.
В процессе работы проводились экспериментальные исследования в лаборатории и моделирование экспериментальных исследований в программе МС7.
Содержание
Реферат - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2
Содержание - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -2
Обозначения и сокращения - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3
Введение - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3
1. Определение параметров модели транзистора- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3
1.1 Определение параметров модели транзистора из библиотеки МС7- - - - - - - - - 3
1.2 Определение параметров модели транзистора из экспериментального стенда- 8
2. Установка рабочей точки - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13
3. Усилительный каскад на биполярном транзисторе- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15
Заключение- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 19
Список литературы - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 19
Приложение - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 20
Обозначения и сокращения
МС7 – MicroCap7
УНЧ – усилитель низкой частоты
Ib - ток базы
Ik - ток коллектора
Uke - напряжение коллектор эмиттер
Ube - напряжение база эмиттер
Ukb - напряжение коллектор база
Сob - емкость коллекторного перехода
Cjc – барьерная емкость коллекторного перехода
Cje – барьерная емкость эмиттерного перехода
Fгр – граничная частота усиления
АЧХ – амплитудно-частотная характеристика
Введение
В ходе работы мы преследуем несколько целей. В первой части наша задача – создание модели экспериментально-исследованного транзистора и внесение его в библиотеку МС7 для дальнейшего использования. При этом мы используем программу MODEL, адекватность модели создаваемой этой программой мы проверяем, рассчитывая в ней транзистор уже существующий в МС7. Получив его модельные характеристики, сравниваем созданную модель с существующей, критерий оценки – совпадение выходных характеристик в контрольной точке с точностью до 10%. Убедившись в адекватности работы, используем экспериментальные данные и справочные материалы для определения в программе MODEL всех параметров модели (статических и динамических). Заносим рассчитанный транзистор в библиотеку MC7. Критерием адекватности модели вновь является совпадение экспериментальной и модельной выходных характеристик в контрольной точке (5мА, 5В) с точностью до 10%. Во второй части мы устанавливаем рабочую точку и рассчитываем разделительные емкости для УНЧ на биполярном транзисторе. Затем анализируем его при помощи MC7, для, lkализируем его при помощи ЬСнзисторе.ку и рассчитываем разщделительныемодельной зистор уже существующий в МС7.XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX оценки качества усиления рассчитываем коэффициент нелинейных искажений нашего УНЧ.
Определение параметров модели транзистора
Определение параметров модели транзистора из библиотеки МС7
В соответствии с вариантом исследуемый транзистор КТ315В. Для определение его параметров построим семейство выходных характеристик для тока базы Ib=1, 2, 3, 4, 5 мА, при этом используем следующую схему:
|
Полученные выходные характеристики:
|
 |
Также нам необходимы входные характеристики. Здесь достаточно двух характеристик при Uke = 0 В; 5 В. Используем следующую схему измерений:
|
|
 |  | ||
Теперь определим статические параметры модели используя программу MODEL:
 |
|
 |
| ||||
| ||||
 |  | ||
 |
|
 |
| |||
 | |||
 |
Теперь обратимся к динамическим параметрам модели транзистора, при этом используем справочные данные. Определяем напряжение эмиттер – база и ёмкость коллекторного перехода Ukb = 10 B, Cob = 7 пФ. Данные вносим в соответствующую таблицу программы MODEL и рассчитываем параметры.
Для эмиттерного перехода барьерную ёмкость Cje выбираем на порядок ниже получившейся барьерной емкости коллекторного перехода Cjc, то есть Cje = Cic/10 =.
Постоянная времени прямого включения TF (определяет среднее время жизни неосновных носителей в базе) может быть определена по граничной частоте Fгр = 5МГц и значению BF = 202.02, рассчитанному выше:
Постоянная времени обратного включения TR для сплавных транзисторов обычно задается 0.5-0.3 TF:
Итак, мы рассчитали все параметры модели исследуемого биполярного транзистора. Внесем его в библиотеку МС7, создав файл с расширением *.lib:
* Q2T208K_NEW.lib
*****
*** Q2T208K_NEW
.MODEL Q2T208K_NEW PNP (IS=9.99992F BF=202.02 NF=1.00012 VAF=46.2499
+ IKF=80.3629M ISE=1.350869e-018 NE=1.52899 BR=4.10679 IKR=999.977 ISC=99.9999P
+ NC=2 RE=367.168M CJE=108.675P VJE=700.002M MJE=499.771M CJC=190.373P VJC=700M
+ MJC=500.069M TF=157.6P XTF=500M VTF=10 ITF=10M TR=78.78P EG=1.11)
Для проверки адекватности модели построим выходную характеристику, используя схему на рис. рассчитанного и внесенного в библиотеку транзистора КТ315Вnew при токе базы Ib = 400 мкА.
|
Сравнив значения в контрольной точке Uke = 5 В, получаем следующую погрешность в %:
ения в конрольной точке Гсчитанного и внесенного в библиотеку транзисораXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
