Основы радиоэлектроники. Решение задач. Коробова А.Д - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

8
B138.0)
I
I
1ln(
e
kT
U
0
=−⋅= .
1.6. Кремниевый стабилитрон включен в схему стабилизатора напряжения
параллельно с резистором R
Н
=2,2 кОм (рис .1.2). Параметры стабилитрона:
напряжение стабилизации U
СТ
= 13 В, максимальный ток
I
СТ МАХ
= 20 мА , минимальный ток I
СТ MIN
= I мА . Найти сопротивление
ограничительного резистора R
ОГР
, если напряжение источника Е меняется от
Е
MIN
= 16 В до Е
МАХ
= 24 В. Определить, будет ли обеспечена стабилизация
во всем диапазоне изменения напряжения источника.
Решение
1. Из уравнения Кирхгофа для цепи рис . 1.2 найдем формулу для определения
сопротивления ограничительного резистора
R
ОГР
= (E
СР
– U
СТ
)/(I
СТ СР
+ 1).
2. Определим среднее значение напряжения источника E
СР
E
СР
= 0,5(E
MIN
+ E
MAX
) = 20B.
3. Вычислим средний ток через стабилитрон I
СТ СР
I
СТ СР
= 0,5(I
СТ М IN
+ I
CТ М AX
) = 10.5М A.
4.Найдем ток через нагрузку
I
Н
= U
СТ
/R = 5.9 М A.
5. Вычислим искомое сопротивление R
ОГР
= 430 Ом .
6. Для проверки условия обеспечения стабилизации найдем пределы
изменения Е при найденном R
ОГР
E
MIN
= U
СТ
+ (I
СТ М IN
+ I
Н
) R
ОГР
~ 16 B.
E
MAX
= U
СТ
+ (I
СТ М AX
+ I
Н
) R
ОГР
~ 24.1 B,
то есть стабилизация происходит во всем диапазоне изменения напряжения
источника питания E = (16 – 24)B.
Задачи и вопросы
1.1 Германиевый p-n-переход имеет обратный ток насыщения I
0
=1 мкА , а
кремниевый с теми же размерами – I
0
= 10
-8
А . Вычислить и сравнить прямые
напряжения на переходах при T= 293 K, если через каждый диод протекает ток
100 мА .
Ответ: Для германиевого перехода : U = 288мВ, для кремниевого U= 407мВ.
1.2. Для идеального p-n-перехода определить: а) напряжение , при
котором обратный ток будет достигать 90% значения обратного тока
насыщения при T =380 К; б ) отношение тока при прямом напряжении, равном
0,05 В, к току при том же значении обратного напряжения.
Ответ: а) U = -0,06 В, б ) U = -7 В.
1.3. В некотором идеальном p-n-переходе обратный ток насыщения I
0
=
=10
-14
А при Т = 300 K и I
0
=10
-9
А при T = 125 C .Определить напряжения на
переходе в обоих случаях , если прямой ток равен I мА .
Ответ: При T = 300 K: U = 0,56 В, при T = 125 C: U = 0,5 В. 
                                              8

       kT          I
  U=      ⋅ ln(1 − ) = 0.138 B .
        e         I0

      1.6. Кре мние вы й с таб илитрон включ е н в с х е мус таб илизатора нап ряже ния
п аралле льно с ре зис тором RН =2,2 кОм (рис .1.2). Параме тры с таб илитрона:
нап ряже ние с таб илизации UСТ = 13 В,                 макс имальны й ток
 IСТ М А Х = 20 мА , минимальны й ток IСТ MIN = I мА . Н айти с оп ротивле ние
ог ранич ите льног о ре зис тора RО ГР , е с ли нап ряже ние ис точ ника Е ме няе тс я от
Е MIN = 16 В до Е М А Х = 24 В. Оп ре де лить, б уде т ли об е с п е ч е на с таб илизация
во вс е м диап азоне изме не ния нап ряже ния ис точ ника.
                                            Ре ш е ние
1. Из уравне ния К ирх гофа для це п и рис . 1.2 найде м формулудля оп ре де ле ния
с оп ротивле ния огранич ите льного ре зис тора
RО ГР = (EСР – UСТ )/(IСТ СР + 1).
2. Оп ре де лим с ре дне е знач е ние нап ряже ния ис точ ника EСР
EСР = 0,5(EMIN + EMAX) = 20B.
3. Вы ч ис лим с ре дний ток ч е ре з с таб илитрон IСТ СР
IСТ СР= 0,5(IСТ М IN + ICТ М AX) = 10.5М A.
4.Н айде м ток ч е ре з нагрузку
IН = UСТ /R = 5.9 М A.
5. Вы ч ис лим ис комое с оп ротивле ние             RО ГР = 430 Ом.
6. Д ля п рове рки ус ловия об е с п е ч е ния с таб илизации найде м п ре де лы
изме не ния Е п ри найде нном RО ГР
EMIN = UСТ + (IСТ М IN + IН ) RО ГР ~ 16 B.
EMAX = UСТ + (IСТ М AX + IН ) RО ГР ~ 24.1 B,
то е с ть с таб илизация п роис х одит во вс е м диап азоне изме не ния нап ряже ния
ис точ ника п итания E = (16 – 24)B.

                                    Зад ач и и вопросы

         1.1 Г е рмание вы й p-n-п е ре х од име е т об ратны й ток нас ы щ е ния I0 =1 мкА , а
кре мние вы й с те ми же разме рами – I 0 = 10-8 А . Вы ч ис лить и с равнить п рямы е
нап ряже ния на п е ре х одах п ри T= 293 K, е с ли ч е ре з кажды й диод п роте кае т ток
100 мА .
Отве т: Д ля ге рмание вого п е ре х ода: U = 288мВ, для кре мние вог о U= 407мВ.
         1.2. Д ля иде ального p-n-п е ре х ода оп ре де лить: а) нап ряже ние , п ри
котором об ратны й ток б уде т дос тигать 90% знач е ния об ратног о тока
нас ы щ е ния п ри T =380 К; б ) отнош е ние тока п ри п рямом нап ряже нии, равном
0,05 В, к токуп ри том же знач е нии об ратног о нап ряже ния.
Отве т: а) U = -0,06 В, б ) U = -7 В.
         1.3. Вне котором иде альном p-n-п е ре х оде об ратны й ток нас ы щ е ния I0=
=10-14 А п ри Т = 300 K и I 0 =10-9А п ри T = 125 C .Оп ре де лить нап ряже ния на
п е ре х оде в об оих с луч аях , е с ли п рямой ток раве н I мА .
Отве т: При T = 300 K: U = 0,56 В, п ри T = 125 C: U = 0,5 В.

Страницы