Примеры расчетов электронных схем в курсовой работе

Линейная схема замещения биполярного транзистора.

Схема приведена на рис.П5. В нее дополнительно включены источники флюктуационных токов. Тепловые шумы IшRB IшRС и IшRЕ, создаваемые резисторами RB, RC и RE, имеют спектральные плотности

SRB= 4*k*T/RB, SRC= 4*k*T/RC, SRE= 4*k*T/RE,

Источники тока Iшb, Iшс, характеризующие дробовой и фликкер-шумы в цепях базы и коллектора, имеют соответственно спектральные плотности

Sb= 2*q*Ib+KF*IbAF*If, SC=2*q*Ic

 Рис.П5. Линейная схема замещения биполярного транзистора с включением источников шума

Скалярный коэффициент Area. Он позволяет учесть параллельное соединение однотипных транзисторов, для чего в приведенной выше модели изменяются следующие параметры:

IS=IS*Area, ISE=ISE*Area, ISC=ICS*Area, ISS=ISS*Area, IKF=IKF*Aiva, IKR=IKR*Area, IRB=IRB*Area, ITF=ITF*Area, CJC=CJC*Area, CJE=CJE*Area, CJS=CJS*Area, RBB=RBB/Area, RE=RE/Area, RC=RC/Area, QCO=QCO*Area.

Значение Aгеа указывается в задании на моделирование при включении транзистора в схему, по умолчанию Area=1. В качестве примера приведем список параметров модели Гуммеля-Пуна биполярного транзистора КТ316Д

.model KT316D NPN(IS=2.75f XTI=3 EG=1.11 VAF=96 BF=136.5 NE=2.496

+ ISE=12.8pA IKF=97.23m XTB=1.5 VAR=55 BR=0.66 NC=2 ISC=15.5p

+ IKR=0.12 RB=70.6 RC=8.4 CJC=4.1pF VJC=0.65 MJC=0.33 FC=0.5 VJE=69

+ CJE=1.16pF MJE=0.33 TR=27.8n TF=79.0p ITF=0.151 VTF=25 TF=2)

Параметры полной математической модели биполярного транзистора приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Имя

параметра

Параметр

Значение по умолчанию

Единица измерения

IS

Ток насыщения при температуре 27°С

10-16

А

BF

Максимальный коэффициент усиления тока в нормальном режиме в схеме с ОЭ (без учета токов утечки)

100

BR

Максимальный коэффициент усиления тока в инверсном режиме в схеме с ОЭ

1

NF

Коэффициент неидеальности в нормальном режиме

1

NR

Коэффициент неидеальности в инверсном режиме

1

ISE (C2)*

Ток насыщения утечки перехода база-эмиттер

0

А

ISC (C4)*

Ток насыщения утечки перехода база-коллектор

0

А

IKF (IK)*

Ток начала спада зависимости SF от тока коллектора в нормальном режиме

¥

А

IKR*

Ток начала спада зависимости BR от тока эмиттера в инверсном режиме

¥

А

NE*

Коэффициент неидеальности перехода база-эмиттер

1.5

NC*

Коэффициент неидеальности коллекторного перехода

1,5

NK

Коэффициент, определяющий множитель Qb

0.5

ISS

Обратный ток р-п-перехода подложки

0

А

NS

Коэффициент неидеальности перехода подложки

1

VAF (VA)*

Напряжение Эрли в нормальном режиме

¥

В

VAR (VB)*

Напряжение Эрли в инверсном режиме

¥

В

RC

Объемное сопротивление коллектора

0

Ом

RE

Объемное сопротивление эмиттера

0

Ом

RB

Объемное сопротивление базы (максимальное) при нулевом смещении перехода база-эмиттер

0

Ом

RBM*

Минимальное сопротивление базы при больших токах

RB

Ом

IRB*

Ток базы, при котором сопротивление базы уменьшается на 50% полного перепада между RB и RBM

¥

А

TF

Время переноса заряда через базу в нормальном режиме

0

c

TR

Время переноса заряда через базу в инверсном режиме

0

с

QCO

Множитель, определяющий заряд в эпитаксиальной области

0

Кл

RCO

Сопротивление эпитаксиальной области

0

Ом

VO

Напряжение, определяющее перегиб зависимости тока эпитаксиальной области

10

B

GAMMA

Коэффициент легирования эпитаксиальной области

10-11

XTF

Коэффициент, определяющий зависимость TF от смещения база- коллектор

0

VTF

Напряжение, характеризующее зависимость TF от смещения база- коллектор

00

В

ITF

Ток, характеризующий зависимость TF от тока коллектора при больших токах

0

А

PTF

Дополнительный фазовый сдвиг на граничной частоте транзистора fгр=1/(2pTF)

0

град.

CJE

Емкость эмиттерного перехода при нулевом смещении

0

пФ

VJE (PE)

Контактная разность потенциалов перехода база-эмиттер

0,75

В

MJE (ME)

Коэффициент, учитывающий плавность эмиттерного перехода

0,33

CJC

Емкость коллекторного перехода при нулевом смещении

0

Ф

VJC (PC)

Контактная разность потенциалов перехода база-коллектор

0,75

B

MJC(MC)

Коэффициент, учитывающий плавность коллекторного перехода

0,33

CJS (CCS)

Емкость коллектор-подложка при нулевом смещении

0

Ф

VJS (PS)

Контактная разность потенциалов перехода коллектор-подложка

0,75

B

MJS (MS)

Коэффициент, учитывающий плавность перехода коллектор-подложка

0

XCJC

Коэффициент расщепления емкости база-коллектор

1

FC

Коэффициент нелинейности барьерных емкостей прямосмещенных переходов

0.5

EG

Ширина запрещенной зоны

1,11

эВ

XTB

Температурный коэффициент BF и BR

0

XTI(PT)

Температурный коэффициент IS

3

TRE1

Линейный температурный коэффициент RE

0

°C-1

TRE2

Квадратичный температурный коэффициент RE

0

°C-2

TRB1

Линейный температурный коэффициент RB

0

°C-1

TRB2

Квадратичный температурный коэффициент RB

0

°C-2

TRM1

Линейный температурный коэффициент RBM

0

°C-1

TRM2

Квадратичный температурный коэффициент RBM

0

°C-2

TRC1

Линейный температурный коэффициент RC

0

°C-1

TRC2

Квадратичный температурный коэффициент RC

0

°C-2

KF

Коэффициент, определяющий спектральную плотность фликкер-шума

0

AF

Показатель степени, определяющий зависимость спектральной

1

плотности фликкер-шума от тока через переход

T_MEASURED

Температура измерений

°C

T_ABS

Абсолютная температура

°C

T_RELGLOBAL

Относительная температура

°C

T_RELLOCAL

Разность между температурой транзистора и модели-прототипа

°C

 * Для модели Гуммеля-Пуна

Коэффициент трансформации выходного трансформатора

 = = 0,73.

18. Сопротивление обмотки выходного трансформатора:

Rт.1 = 0,5 RКП (1 – >hт) = 0,5 ∙ 6,7(1 – 0,82) = 0,60 Ом;

Rт.2 = Rт.1 ∙ К2 = 0,6 0,732 = 0,32 Ом.

19. Индуктивность первичной обмотки:

Гн.

20. Площадь поверхности охлаждающего радиатора, 

где Тоср.м = 40 оС - наибольшая возможная температура окружающей среды;  Тот.м = 150 допустимая коллекторного перехода; RТТ тепловое сопротивление. Для КТ818ВМ из справочника RТТ = 1/Вт.

1618 см2.

21. Находим емкость СВХ

СВХ = 10 / (2 >p fн R2-ВХ.К.) = 10 / (2 p ∙ 70 ∙ 3,75) = 0,006 Ф = 6000 мкФ.

2. РАСЧЕТ МОСТОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ С ФИЛЬТРОМ

Исходными данными для расчета выпрямителя являются:

Uно – среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке;

Iо – среднее значение выпрямленного тока;

U1 – напряжение сети;

Кп.вых – коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения на нагрузке.

Рис. 2.1. Схема мостового выпрямителя с фильтром

В приводимых ниже расчетах напряжение выражается в вольтах, ток – миллиамперах, сопротивление Омах, емкость микрофарадах, коэффициент пульсаций процентах.

Произведем расчет со следующими данными.

Дано: Uно = 4 В; Iо = 2 А; U1 = 220 Кп.вых = 2 %.


На главную