Главное


Электроника

Провести анализ и расчет схемы (рисунок 1), состоящей из идеального источника напряжения треугольной формы с заданными параметрами, резистора R и стабилитрона VD (см. таблицу 1):

- рассчитать ток и выходное напряжение в режиме покоя;

- определить примерное значение дифференциального сопротивления диода и амплитуду переменной составляющей выходного напряжения;

- используя графоаналитический метод, построить временные диаграммы сигналов Uвх(t), UR(t) и UD(t);

- построить передаточную характеристику электрической цепи Uвых =F(Uвх) при условии, что входное напряжение изменяется в диапазоне ± 10В.

- Параметры цепи:

- U0 = +10 В;

- Um = 2 В;

- tи = 30 мс;

- R = 1 кОм;

- VD: КС156А;

- Uст = 5,6 В;

- Icт = 10 мА;

- rст* = 160 Ом, при Iст min = 3 мА;

Рисунок 1

Для решения задачи можно использовать несколько способов, отличающихся друг от друга точностью и трудоемкостью. Для схем, работающих в режиме малого сигнала, результаты аналитического и графоаналитического методов дают приблизительно одинаковые результаты и требуют практически одинаковых затрат времени.

Аналитический метод

Аналитический метод предполагает использование поэтапного анализа электрической цепи по постоянному и переменному току. При расчетах используются схемы замещения элементов электрической цепи и справочные параметры стабилитрона.

Стабилитрон КС156А относится к классу стабилитронов, его номинальное напряжение стабилизации UСТ составляет 5,6 В, постоянное прямое напряжение Uпр составляет не более 1В при прямом токе Iпр 50 мА, дифференциальное сопротивление rст* - не более 160 Ом при минимальном токе стабилизации IСТ.min 3 мА.

Анализ по постоянному току при Um = 0, Uвх = U0

При входном напряжении Uвх= +10В стабилитрон КС156А перейдет в режим электрического пробоя и будет работать в режиме стабилизации (выполняется условие Uвх > Uст). Следовательно, для расчетов можно использовать схему, изображенную на рисунке 2.

Рисунок 2

В этом случае выходное напряжение определяется напряжением в режиме стабилизации Uвых = UD = UСТ.

Падение напряжения на резисторе рассчитывается как разность между входным напряжением и напряжением стабилизации UR = Uвх - UСТ.

Ток, протекающий через последовательно включенные резистор и стабилитрон определяется соотношением Iст = (Uвх - UСТ)/( R + rст).

Но в данном режиме работы R >> rст, поэтому сопротивлением стабилитрона можно пренебречь, получив значение тока IСТ = (Uвх - UСТ)/ R.

Стабилитрон КС156А имеет номинальное напряжение стабилизации 5,6 В. Следовательно, при расчете получим:

Uвых = 5,6 В

UR = 10 - 5,6 = 4,4 В

IСТ = 4,4 /1 = 4,4 мА

Анализ по переменному току при U0 = 0, Uвх = Um

При входном напряжении Uвх = 2В приращения напряжения составляют незначительную часть от постоянной составляющей, а при минимальном значении напряжения диод не выходит из режима пробоя. Поэтому анализ необходимо проводить в режиме малого сигнала, для которого используется линейная схема замещения, изображенная на рисунке 3.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Другие статьи по теме

Генератор последовательности чисел
Тема является весьма актуальной в настоящее время. Так как во многих областях науки и техники (электроника, электротехника, приборо- и машиностроение) необходимо использование генераторо ...

Использование среды Cadence Virtuoso для проектирования интегральных микросхем
Принятая на сегодняшний день модель развития промышленности предполагает широкую роботизацию‚ создание гибких автоматизированных производств и отводит особое место микроэлектронике как с ...

Графен в электронике сегодня и завтра
Графен был экспериментально обнаружен в 2004 г. двумя английскими учеными российского происхождения - Андреем Геймом и Константином Новосёловым, за что они вскоре получили Нобелевскую п ...

www.techspirit.ru © 2021