Основы радиоэлектроники и радиоавтоматики

(1)

Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИИ У Н Н ВЕРаГГЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И

связи

Кафедра

телекоммуникационных сетей и систем

О С Н О В Ы Р А Д И О Э Л Е К Т Р О Н И К И И РА Д И О А В Т О М А Т И К И М е т о д и ч е с к и е у к а з а н и я к р а с ч е т н о -г р а ф и ч е с к и м р а б о т а м

д л я с т у д е н т о в с п е ц и а л ь н о с т и

5 В 0 7 4 6 0 0 - К о с м и ч е с к а я т е х н и к а и т е х н о л о г и и

А л м а т ы 2 0 1 8

(2)

С О С Т А В И Т Е Л И : Г .Д . Д е м и д о в а . О с н о в ы р а д и о э л е к т р о н и к и и р ад и о ав то м ати к и . М е т о д и ч е с к и е у к а за н и я к р а с ч е т н о -г р а ф и ч е с к и м р аб о там для с ту д ен то в с п е ц и а л ь н о с т и 5 В 0 7 4 6 0 0 — К о с м и ч е с к а я т е х н и к а и тех н о л о г и и . - А лм аты : А У Э С , 2 0 1 8 . - 2 1 с.

Р ас с м о т р е н ы о с н о в н ы е р а зд е л ы п о д и с ц и п л и н е « П о л у п р о в о д н и к о в ы е м атери алы , д е т а л и п р и б о р ы и ц и ф р о в ы е у с т р о й с т в а » . П р и в е д е н ы сх ем ы , во льт-ам п ер н ы е х а р а к т е р и с т и к и и о п и с а н ы п р и н ц и п ы д е й с т в и я и р аб о ты р ад и о э л ектр о н н ы х у с т р о й с т в и п р и б о р о в .

М е т о д и ч е с к и е у к а з а н и я к р а с ч е т н о -г р а ф и ч е с к и м р а б о т а м п р ед н азн ач ен ы п о д и с ц и л и н е « О с н о в ы р а д и о э л е к т р о н и к и и р ад и о ав то м ати к и » д л я с т у д е н т о в с п е ц и а л ь н о с т и 5 В 0 7 4 6 0 0 - К о с м и ч е с к а я тех н и к а и т е х н о л о г и и .

И л .5, та б л . 16, б и б л и о г р . - 14 н азв.

Р ец ен зен т: к а н д .т е х н .н а у к , д о ц е н т к а ф е д р ы Р И Б Е .Г . С а т и м о в а

П ечатается по п лан у и зд а н и я н е к о м м е р ч е с к о г о а к ц и о н е р н о г о о б щ е с т в а

« А лм ати н ск и й у н и в е р с и т е т э н е р г е т и к и и с в я зи » н а 2 0 1 7 г.

(3)

С одерж ание

Введение... 2

1 Задания к расчетно-графическим работам... 3

1.1 Задания к расчетно-графической работе № 1... 4

1.2 Задания к расчетно-графической работе № 2... 7

1.3 Задания к расчетно-графической работе № 3 ... 9

Примеры решения задач расчетно-графических работ... 10

Список литературы... 21

(4)

Введение

М етодические указания содержат задания к расчетно-графическим работам и примеры решения задач на темы: «Проводимость полупроводников», «Полупроводниковые диоды», «Расчет транзисторного усилителя», «Синтез комбинационных логических схем».

По курсу читаются лекции, выполняются расчетно-графические.

Расчетно-графические работы являются одним из основных компонентов при изучении курса.

Целью дисциплины « Основы радиоэлектроники и радиоавтоматики»

является изучение элементной базы, принципов работы и расчёта электронных и микроэлектронных устройств.

В результате изучения дисциплины студенты должны знать основные характеристики и параметры диодов и транзисторов, интегральных микросхем. Освоить принципы функционирования основных аналоговых устройств, комбинационных и последовательностных логических схем.

Выполнение РГР позволяет студентам применить теоретические знания при выборе элементной базы и выполнении расчетов электронных схем.

Дисциплина базируется на курсах физики, высшей математики, теории электрических цепей.

При выполнении РГР необходимо:

- выбрать свой вариант в соответствии с двумя последними цифрами номера зачетной книжки;

- номер варианта, группа, фамилия и инициалы студента должны быть указаны на титульном лист

- текст задания должен быть переписан без сокращений в пояснительную записку РГР;

- в пояснительной записке необходимо приводить не только расчетные формулы, соответствующие единицы измерения и конечные результаты, но и пояснения и необходимые промежуточные вычисления;

- все текстовые и графические материалы должны соответствовать стандарту, содержать титульный лист, задание, основную часть - решение задач, выводы по расчетам и литературу.

(5)

1.1 Задания к РГР №1 Задача №1.

Полупроводниковая деталь, у которой р-п переход имеет концентрацию донорной примеси N& атом/см3 и акцепторной примеси - N a атом/см3 (таблица 1), собственная концентрация носителей в полупроводнике - я,-. Найти контактную разность потенциалов для р-п перехода при заданной температуре Т (таблица 2).

1 Задания к расчетн о-граф и ческ и м работам

Таблица 1

Последняя цифра номера зачетной книжки

Вар I 2 3 4 5 6

5-1015 7 7-1015

8 2-1016

9 4-1016

0 7-1015 Nd 4-1016 2-1015 2-1016 5 ■ 1015 7-1015

Na 6-1019 5 • 1017 4-1018 З-Ю19 ^со ^О 6-1018 6-1017 8-1017 2-1019 8-1017

Таблица 2

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки

Вар 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

т,

°с 10 15 25 20 27 29 20 30 28 20

щ з-ю 13 З-Ю14 2Т013 4-1014 5-1013 6-1013 З-Ю14 4-1014 2-1015 6-1015

Задача №2.

Обратный ток диода при Т=250 К равен 10. (таблица 3). Определить сопротивление полупроводникового диода постоянному току и его дифференциальное сопротивление при прямом напряжении Unp (таблица 4) Ш-

Таблица 3

1

Вар 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

/о, мкА 2,5 1,8 1,5 1,8 2,5 2,5 3,5 3 3,5 1,5

(6)

Таблица 4

Вар 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

и пр,мВ 180 150 180 200 250 150 200 100 150 140

Задача №3.

Полупроводниковый диод имеет прямой ток 1пр. при прямом напряжении Unp. и температуре Т. Определить обратный ток 10, дифференциальное сопротивление гдиф при напряжении С/ = С7/ и при U = О (таблица 5, 6).

Таблица 5

Вар. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

^ПП’ А 0,05 0,06 0,05 0,5 0,09 0,05 0,5 0,6 0.08 0.9

Unv,B 0.2 0.3 0,4 0,2 0,2 0,4 0,3 0,3 0,2 0,1

Таблица 6

Вар. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

т ;с 30 25 40 35 32 40 35 40 30 32

и ,,В 0,2 0,2 0,1 0,4 0,2 0,1 0,2 0,1 0,2 0.4

Задача №4.

В схеме параметрического стабилизатора напряжения сопротивление нагрузки R H. Данные стабилитрона:

Ucm - напряжение стабилизации,

^ст-макс.- максимальный ток стабилизации,

Icmmm - минимальный ток стабилизации (таблица 7).

Входное напряжение изменяется от UexMUH, до UexMaKC, (таблица 8).

Привести схему стабилизатора, вольт-амперную характеристику стабилитрона и линию нагрузки на ней. Найти балластное сопротивление Rg Определить, будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения Uex., В справочнике найти похожий стабилитрон, привести схему, проанализировать ВАХ [2].

(7)

Таблица 7

Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

RH, кОм 0,6 1 1 0,8 1,5 1,5 2 2 3 2,5

Uст,В 8 5 6 6,5 7 8 6,8 9 10 5

^сгтшн.мА 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,5 0,5 0,6 0,8 0.5

1спгчакс>-МА 2,5 1,5 3 3,2 3,1 2,5 3 2,8 2,9 3.2

Таблица 8

Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

UeXMUH.R 9 7 8 10 10 10 10 12 12 8

Нед:.мах>В 20 17 18 20 22 22 20 24 23 15

Задача №5.

Температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона а„, %/ °С, напряжение стабилизации при 20°С - Ucm,B (таблица 9).

Определить, каким будет его напряжение стабилизации при указанной температуре Т,°С (таблица 10).

Таблица 9

П оследняя цифра номера зачетной книжки

Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

а н, %/°С 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,05 0,06 0,02 0,03 0,01

Uспи В 8 10 9 7 5,4 6,5 8 10 14 7,5

Таблица 10

Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Т,°С 30 40 50 60 70 50 50 70 30 45

(8)

1.2 Задания к РГР № 2 Задача №1.

Транзистор VT включен в усилительный каскад по схеме с ОЭ (рисунок 1) со смещением током базы покоя. Для подачи смещения в цепь базы используется резистор R 6. Каскад питается от одного источника с напряжением минус Е к. Заданы: постоянная составляющая тока базы 1Ъ0\

амплитуда переменной составляющей тока базы 1т6\ сопротивление резистора нагрузки RK; максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором;

Рктах (таблица 11). Диапазон частот усиливаемых колебаний /„ + f , (таблица 12) [3 ].

Рисунок 1

Произвести графоаналитический расчет усилителя.

Для этого требуется:

а) построить линию Рктах',

б) по выходным характеристикам найти:

- постоянную составляющую тока коллектора 1к0\

- постоянную составляющую напряжения коллектор-эмиттер Um0’, - амплитуду переменной составляющей тока коллектора 1тк;

- выходную мощность Рвых;

- амплитуду выходного напряжения UmR = Umia\

- коэффициент усиления по току Kf,

- полную потребляемую мощность в коллекторной цепи Р 0;

Проверить, не превышает ли мощность Рко, выделяемая на коллекторе в режиме покоя, максимально допустимую мощность Рктах',

в) с помощью входных характеристик определить:

- напряжение смещения \Jm ; - амплитуду входного сигнала С/т6э;

- входную мощность Рю;

(9)

- коэффициент усиления по напряжению Кц и по мощности Кр, - входное сопротивление каскада R ex\

- сопротивление резистора R 6\

- емкость разделительного конденсатора С/>;

г) для рабочей точки усилителя найти параметры h2t3, h223,

R<n,n = l / h 22 э, h /1 „ и аналитически рассчитать величины К/, К и, Кр, R ex [4,5].

Таблица 11

№ вар. 1 2 3 4 5

VT КТ317А КТ313А КТ361Б КТ120А ГГ402Д

К к, в 4 1 25 1 6

Iso, мА 0,006 0,5 0,2 0,4 6

1тб, мА 0,002 0,2 0,1 0,2 2

RK, кОм 10 0,1 0,5 0,05 0,02

Рктах, Вт 0.01 0.3 0,9 0,012 2,5

П оследняя цифра номера зачетной книжки

№ вар. 6 7 8 9 0

VT КТ501А КТ601А КТ803А ГТ703А КТ902А

Е К, В 30 60 50 15 30

Iso, мА 0,05 0,15 80 400 24

1то, мА 0,075 0,075 20 100 8

RK, кОм 2,5 1,5 0,0125 0,002 0,012

Рктах, Вт 0,42 3,5 150 100 60

Таблица 12

№ вар. 1 2 3 4 5

ГшГц 150 100 90 105 120

fe, кГЧ 8 7 6 5 10

№ вар. 6 7 8 9 0

.fa, ЕЦ 90 150 130 150 130

.fe, кКц 10 8 7 9 7

(10)

Задача №1.

Произвести синтез комбинационной логической схемы:

а) по заданной таблице истинности (таблица 13, 14) написать логическое выражение в дизъюнктивной нормальной форме (ДНФ);

б) произвести минимизацию логического выражения, используя карты Карно;

в) привести выражение к базису И-НЕ\

г) составить схему на логических элементах И-НЕ\

1.3 Задания к РГР № 3

Таблица 13

Общие данные для всех вариантов

Варианты (по последней цифре номера зачетной книжки)

На

бор

Входные сигналы

Выходные сигналы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

X i Х 2 Х з х 4 Yi У2 Уз у 4 Уз у б У? Ув Уя Уо

0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1

1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1

2 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0

3 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1

4 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0

5 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0

6 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0

7 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0

Таблица 14

Общие данные для всех вариантов

Варианты (по предпоследней цифре номера зачетной книжки)

на

бор

Входные сигналы

Выходные сигналы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

X j Х 2 Х з Х 4 Yl У2 Уз У4 Уз Уб У7 У8 Уя Уо

8 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1

9 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1

10 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1

11 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1

12 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0

13 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0

14 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1

15 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0

(11)

Задача №2.

Перевести номер зачетной книжки из десятичной системы счисления в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную системы. Произвести обратное преобразование.

2 Примеры решения задач расчетно-графических работ 2.1 Контактная разность потенциалов р-п перехода

Найти контактную разность потенциалов (р к для р -п перехода при температуре Т = 300 К, если концентрация донорной примеси составляет Лга = 2,5-10ь атом/см3, акцепторной примеси - Na = 2-10 17 атом/см3, собственная концентрация носителей в полупроводнике - и,- = З-Ю14.

Решение задачи.

- заряд электрона q = 1,6-10 ' 19Юг;

- постоянная Больцмана к =1,38-10-23Дж /К\

%

k - Т

_ . 1 п « 1

1,38 -10 -3 0 0, 2-10 ■ 2,5■10

= --- i3 1п--- = °>2 2 iB - 1 ,6 -1 0-19 ( 3 1 0 й ) 9

2.2 Характеристические сопротивления диода

Определить сопротивление полупроводникового диода постоянному току Rq и его дифференциальное сопротивление при прямом напряжении Unp=

0,2 В.

Обратный ток диода при Г=300 К равен 10 = 2 мкА.

Найдем ток диода при прямом напряжении U=0,2 В по формуле:

Щ

I = I c (e - 1 ) = 2 -10^ (з ^ 10гЯ 300 - 1 ) = 4 J 4 7 M A , Сопротивление диода постоянному току:

U 0 ?

рк = - =--- :--- = 43 9§7

1 4,547-10- 0Мш

Определим дифференциальное сопротивление г^иф.

(12)

iZ 1

О ) 1 = — = / 0 :— )■ е * = 3..76 = — — = 5,688

' Л4> 0 кТ См; 0,176 Ож.

Так как / » / <9, то можно использовать:

, s _ 1 dl ^,Cf s ^{, 7} ^{у s} с/ ^.

)аф} ~ d u ~ {k f ' + oJ*’ k f , Следовательно:

л . = — =5,6911-Т Ом.

2.3 Параметры выпрямительного диода

Полупроводниковый диод имеет прямой ток 1пр=0,5 А при прямом напряжении Unp= 0,2 В я температуре Т =313 К.

Определить обратный ток 10, дифференциальное сопротивление гдиф.

при напряжении Ui = 0,1В и при U = 0 . Решение задачи.

(рр —к Т

а) 9 ; Фг = 27мВ.

и_

Из формулы вольт-амперной характеристики ^ = - Ч получаем:

/ 0 = = 7,473 -10^ Л ( е ^ - Ц

б) для определения г$иф при 0,1 В сигнала найдем ток I через переход:

юо

/ = 7,473-1 0 _в<е « - 1 ) * 29,59 мА;

0,027 . . .

гдиФ - — « --- га 0 ,9 :2

* 7 29,59 10 ~

Ом;

в) дифференциальное сопротивление г^иф при U=0 сигнала

(13)

2.4 Параметрический стабилизатор напряжения

В схеме параметрического стабилизатора напряжения сопротивление нагрузки R H=1 кОм. Данные стабилитрона: напряжение стабилизации Ucm=6B;

максимальный ток стабилизации 1ст макс= 3 мА\ минимальный ток стабилизации 1ст лшн = 0,6 мА.

Входное напряжение изменяется от UexMUH=8 В до UeXMaKC =18 В.

Привести схему стабилизатора, вольт-амперную характеристику стабилитрона и линию нагрузки на ней. Найти балластное сопротивление R$. Определить, будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения Uex.

Решение задачи:

Таким образом, стабилизация получается во всем диапазоне изменения напряжения источника питания.

8 ( Usxcp ~ и ст) / ( ^с т ср ) '

где UexcP=0t5-(Utex лшн+ и ,ex маюJ= 0,5-(8+ 18)= 13 В.

Средний ток через стабилитрон:

С/77 Л Ш Н+ I cm мах) — 0,5 (0,6 + 3) — 1,8 мА.

Ток через нагрузку ~

- ь

мА.

Балластное сопротивление ** = —£> 1 я. in- 894 Ом.

Стабилизация будет обеспечена для изменения Uex в пределах от

^вх мин Ucm+(1LГстлшн~^1н)Вб 9,2 В ДО Uf:вх мах Ост ^ (1 cm мах +1ц)Кб~14Вcm мах'

(14)

2.5 Влияние температуры на напряжение стабилизации стабилитрона

Температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона а н = 0,01 % / ° С , напряжение стабилизации при 20° С - Ucm = 8 В.

Определить каким будет напряжение стабилизации при температуре: То

= 60 °С.

А Т /

л U= Ucmi - Ucm при температуре То, К Т = 6 0 - 20=40° С;

а Г1 = _ 0,ОТ 8 40 _ ^

100 100 ’ В.

При Г = 6 0 ° С Ucml = 8 + 0,032 = 8,032 В.

2.6 Графо-аналитический расчет усилителя

Транзистор VT включен в усилительный каскад по схеме с ОЭ (рисунок 1). Каскад питается от одного источника с напряжением Е к = -10 В. Для подачи смещения в цепь базы используется резистор R 6. Имеет место смещение током базы покоя.

Постоянная составляющая тока базы Isa= 0,3 м А, амплитуда переменной составляющей тока базы 1тб =0,2 мА, сопротивление нагрузки RK = 0,5 кОм, а максимально допустимая мощность, рассеиваемая коллектором, Рктах =150 мВт. Диапазон частот усиливаемых колебаний f H=80 Гц ,f„=5 кГц.

Требуется:

а) выполнить графоаналитический расчет усилителя;

б) проверить, не превышает ли мощность Р ко, выделяемая на коллекторе в режиме покоя, максимально допустимую мощность Рктт

в) для рабочей точки усилителя найти параметры h2h, h223, Reta = 1/ h22x ha,, и аналитически рассчитать величины К/, К и, К Р, R ex.

Решение.

Характеристики транзистора берутся из справочника, например, для заданного показаны на рисунках 2 и 3:

(15)

Рисунок 2

а) на семействе выходных характеристик (рисунок 2) строим линию максимально допустимой мощности, используя уравнение:

h'.max ~ P/imax / Ujo 1 кт ах ~ 150-10 / Uкз •

Подставим значения 11кэ, равные, например, -7,5; -10; -15; -20 В, получаем значения 1ктах> равные 20; 15; 10; 7,5 мА соответственно (таблица 15).

Таблица 15

и ю (В) -7,5 -10 -15 -20

1ктах (МА) 20 15 10 7,5

Построим по этим точкам линию РКтах на рисунке 3;

б) используя уравнение линии нагрузки IK=(E— UK3)/RK, на семействе выходных характеристик строим линию нагрузки

- при 1= 0, UK, = Е = - 10 В первая точка линии нагрузки:

- при [/„= 0 ,1К = Е / R K- \0/500 = 20 мА - вторая точка. Соединяем их.

Точка пересечения линии нагрузки с характеристикой, соответствующей постоянной составляющей тока базы / ЙО=300 мкА, определит рабочую точку. Ей будут соответствовать:

(16)

Iко= 6 мА, и кэП = -7 В.

4 ^

дал

в - 4 гд »-ш -)г чь- ч б - i s ил , , в Ц&А

Ут&тх

Рисунок 3

Амплитуду переменной составляющей тока коллектора определим как среднее значение:

1щк = А кт ах - 1ктт) / 2 ;

1тк = (9-10'3-2-10'3) / 2 = 3,5 мА.

Амплитуда переменного напряжения на нагрузке:

UmR = UmK3 = ImKR K; UmR = UmK3 = 3,5-10"3 • 0,5-103 = 1,75 В.

Коэффициент усиления по току:

4 1щк / 1/пб' К, = 3,5-10"3 / 0,2-10'3 = 17,5.

(17)

Рвых ~ 0 ,5 1тк U}11r ;

Рвых= 0,5-3,5-10'3 -1,75 = 3-10'3 = 3 мВт.

Полная потребляемая мощ ность в коллекторной цепи:

Р 0 = Е к1к0; Ро = 10-6-10'3 = 60 мВт.

М ощ ность, рассеиваемая на коллекторе постоянной составляющей коллекторного тока:

Рко = IkoUK30; Рко = 6-10'3-7 = 42 м В т; Р т ах = 150 мВт, Р К(, < Рктах - следовательно, режим работы усилителя является допустимым;

в) далее расчет ведем по семейству входных характеристик (рисунок 4.1). У транзисторов входные характеристики расположены близко друг от друга, поэтому в качестве рабочей входной характеристики можно принять одну из статических входных характеристик, соответствующую активному режиму, например, характеристику, снятую при UK3 = - 5 В. Из граф и ка н ах о д и м , ч то Д /6эо/= 0,25 В.

Амплитуда входного напряжения:

U ггшэ бэт ах ~~ Uбээт п) / 2^, и тбэ = (277-10‘3 - 187-10’3) /2 = 45 мВ.

М одуль коэффициента усиления по напряжению:

/Ки/ — UmK3/ Umg3, /К ц/— 1,75 / 45-10 3 = 39.

Коэффициент усиления по мощности:

K P = / K , K uf, К Р = 39-17.5 = 690.

Входная мощность:

Выходная мощность:

Pex 0,5ImgUmg; Р вх — 0,5-0,2-103 -45-10 3 — 4,5 мкВт.

Входное сопротивление:

(18)

R-вх Uтбэ / 1тб<

Сопротивление резистора:

Rex = 45-10 / 0,2-10 = 225 Ом.

бэй\

со R 6 = (10-0,25) /0,3-Ю’Л =32,5 кОм.

Емкость разделительного конденсатора Ср определяется из условия:

1

■ С , 10

где тн - низшая рабочая частота;

СР = 10/(2Ttf„Rex); Ср =10 / (6,28-80-225) = 90 мкФ;

г) рассчитаем й-параметры в рабочей точке при 1/ю ~ - 2 В и Ikq = 6 мА Л4

д с кэ-const I h 2 b = Р =

по точкам В и С н а рисунке 3 определим:

3.7 ■ 1СГ3

h2b = 0.2-10“3 = 18,5.

по точкам D и Е определим:

^22э = 6=COYl5t

К - в Ы Х ~ .

0.7 ■ КГ;

h22 э = 6 = \ П м к С м ; 1

RSb«= о,т -го-* = g>5 к 0 м ^

LU&>

параметр й//э = AI ,

Ks=const;

по точкам М и N на рисунке 3 определим:

(19)

40-10"3

h ; j 3 = 0.19 - 1СГ3 = 210 Ом.

Крутизна характеристики транзистора:

S = h 2b =: = 2 1 0 = 8 8мА/В.

С помощью найденных параметров определим искомые значения по приближенным формулам. Коэффициент усиления по току К/ » /г^/э = 18.5;

точнее:

18.5-8.5- 1 0 г

# , = ^ + 0.5 ■ 105 + 8.5-103 = 17.5, что сходится с результатом графо-аналитического расчета.

Входное сопротивление R ex = к ц э « 2 1 0 Ом.

Коэффициент усиления по напряжению:

" h 2l3 -13.5-500 -17.5-500

Kv * * 210 = - 4 4 ; точнее, /5,7= 210 = -4 1 .5 . Коэффициент усиления по мощности:

К Р = / К г К и 1= 17,5 -41,5 = 725.

2.7 Синтез комбинационной логической схемы Для решения данной задачи необходимо:

а) по заданной таблице 16 истинности написать логическое выражение в дизъюнктивной нормальной форме (ДНФ)\

б) произвести минимизацию логического выражения, используя карты Карно;

в) привести выражение к базису И-НЕ',

г) составить электрическую схему на логических элементах И-НЕ.

Произведем синтез варианта схемы, заданной таблицей истинности 16.

(20)

Таблица 16

X, х2

^3

Yu

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0 1

1 0 1 0

1 1 0 0

1 1 1 1

По заданной таблице истинности логическое выражение в Д Н Ф имеет вид:

Yu = Х хХ 2 Х г + Х хХ 7 Х ъ + Х хХ ^ Х г + Х х Х 7Х г + Х хХ 2Х-у ш М инимизацию осуществим с помощью карт Карно (рисунок 4).

2 ■ S , (1

f —

---

1) (Г

Т ) ки

**3

Рисунок 4

Заполним единицами клетки, соответствующие минтермам.

Определим контура с соседними клетками, затем осуществим склеивание соседних клеток. Считаем минимизированную функцию. Она имеет вид:

YI4 = X 2X 3 +

Как видно из формулы, каждый минтерм состоит теперь из двух сомножителей [12,13].

Преобразуем по теореме де М органа к базису И-НЕ:

(21)

Принципиальная схема, построенная по указанной формуле выше, представлена на рисунке 5.

х , х 2х 3

Рисунок 5 2.8 Системы счисления

Системой счисления называют систему приемов и правил, которые позволяют устанавливать взаимно однозначное соответствие между любым числом и его представлением в виде совокупности конечного числа символов.

Системы счисления делятся на непозиционные и позиционные. В непозиционной системе значение каждого символа постоянно, где бы символ ни находился в числе (например, римская система). В позиционной системе значение каждого символа зависит от места в числе, где записан этот символ (например, арабская система). Для мира цифровой техники наибольший интерес представляет двоичная система. Цифровые устройства используют элементы, которые имеют только два устойчивых состояния.

(22)

С писок литер атур ы Основная

1 Жолшараева Т.М. Микроэлектроника. Полупроводниковые приборы:

Учебное пособие. - Алматы: АИЭС, 2010. - 79 с.

2 Нефедов А.В. Транзисторы для бытовой, промышленной и спе

циальной аппаратуры: Справочное пособие. - М.: Солон-Пресс, 2006. - 600 с.

3 Пасынков В.В., Чиркин JI.K. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов - СПб.: Лань, 2003.

4 Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для вузов. Под ред. О.П.Глудкина. - М.: Горячая линия. Телеком, 2005. - 768 с.

5 Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004. - 488с.

6 Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника и микропроцессорная техника:

Учеб.для вузов - М.: Высш. шк., 2006. - 800 с.

7 Артюхин В.В., Достиярова А.М., Куликов А.А. Компоненты электроники в радиотехнических устройствах: Учебное пособие. - Алматы:

АУЭС, 2 0 1 2 .-2 5 0 с.

8 Алексенко А.Г. Основы микросхемотехники. 3-е изд. - БИНОМ.

Лаб.знаний, 2004. - 448 с.

9 Прянишников В.А. Электроника: Полный курс лекций. - СПб.:

КОРОНА принт, Бином Пресс, 2006. - 416 с.

Дополнительная

10 Головатенко-Абрамова М.П., Лапидес А.М. Задачи по электронике.

- М .: Энергоатомиздат, 1992. - 112 с.

11 Расчет электронных схем: Учебное пособие для вузов.

/Г.И.Изъюрова и др. - М.: Высшая школа, 1987.-335 с.

12 Перельман Б.Л. Полупроводниковые приборы: Справочник. - М.:

«СОЛОН», «МИКРОТЕХ», 1996. - 176 с.

13 Пейтон А.Дж, Волш.В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. - М.: Бином, 1994. - 352 с.

14 Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Справочное пособие /Под ред. С.В.Якубовского. - М.: Радио и связь. 1985. - 432 с.

15 Конынин С.В., Кондратович А.П.: Учебно-методические и учебные работы. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию учебно-методических и учебных работ. - Алматы, АУЭС, 2014.

(23)

.3.141

Демидова Галина Дмитриевна

ОСНОВЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И РАДИОАВТОМ АТИКИ М етодические указания к расчетно-графическим работам

для студентов специальности

5В074600 - Космическая техника и технологии

Редактор Н.М. Голева

Специалист по стандартизации Н.К.М олдабекова

Подписано в печать А г . РА . 2018 Формат 60x84 1/16

Тираж 30 экз. Бумага типографская № 2

Объем 1,3 уч.-изд.л. Заказ № Цена 660 тенге.