Указания к решению задачи 1
Контрольная работа по электронной технике
Контрольная работа включает в себя 2 части:
1 часть – решение 2-х задач;
2 часть – ответ на теоретические вопросы.
Часть
Каждый студент определяет свой вариант по таблице 1 следующим образом: цифра по горизонтали — последняя цифра зачетной книжки студента, буквы по вертикали — первая буква фамилии студента. Так, например студент Иванов с последним номером зачетной книжки — 5, согласно таблице 1 должен выполнять задания контрольных работ по варианту №15.
Таблица 1
| А-Г | ||||||||||
| Д-И | ||||||||||
| К-Л | ||||||||||
| М-Н | ||||||||||
| О | ||||||||||
| П-Р | ||||||||||
| С | ||||||||||
| Т-Я |
Задача №1 (варианты 1-10)
Составить схему конечного трансформаторного усилителя мощности на транзисторе из элементов, указанных на рис. 1. Объяснить назначение элементов схемы и ответить на вопрос своего варианта из табл. 2
Таблица 2
| Номер варианта | Вопрос |
| Написать формулу коэффициента усиления и объяснить, как его определить для данной схемы. | |
| Указать отличия в работе данного усилителя от аналогичного усилителя, собранного на трёх электродной лампе-триоде. | |
| Начертить выходные характеристики транзистора и объяснить, как происходит усиления мощности в режиме класса А. | |
| Почему данный усилитель называют усилителем мощности? | |
| В чём отличие трансформаторного усилителя от усилителя на сопротивлениях? | |
| Какие электрические устройства могут быть включены на выходе данного усилителя как сопротивления нагрузки Rн? | |
| В каких электронных устройствах находят применения усилителя данного типа? | |
| В какие точки схемы и какие приборы надо включить, чтобы определить по ним коэффициент усиления? | |
| Как изменится работа схемы, если от базы транзистора отсоединить резистор R1? | |
| В чём отличие данного трансформаторного усилителя напряжения? |
Задача 1 (варианты 11-20)
Составить схему симметричного полупроводникового мультивибратора из элементов, указанных на рисунке 2. Объяснить назначение элементов схемы и ответить на вопрос своего варианта из таблицы 3. Таблица 3
| Номер варианта | Вопрос |
| Дать определение мультивибратору и объяснить принцип его действия. | |
| Почему данный мультивибратор называется симметричным? | |
| Объяснить преимущество полупроводниковых мультивибраторов перед ламповыми. | |
| Почему при работе мультивибратора происходит поочередное закрытие и открытие транзисторов Т1 и Т2 ? | |
| Каким образом можно регулировать частоту срабатывания мультивибратора? | |
| Почему мультивибратор называют генератором импульсов? Начертить примерную форму импульсов напряжения, которые вырабатывает мультивибратор. | |
| Как действуют цепи обратной связи в схеме мультивибратора? | |
| Какой электронный прибор и каким образом можно использовать для настройки и контроля работы мультивибратора? | |
| Как изменится работа схемы, если емкость конденсаторов С1 и С2 уменьшить в два раза? | |
| Как конденсатор С1 влияет на работу транзистора Т2? |
Задача 1 (варианты 21-30)
Составить схему триггера из элементов, указанных на рисунке 3. Объяснить назначение элементов схемы и ответить на вопрос своего варианта из таблицы 4.
Таблица 4
| Номер варианта | Вопрос |
| Дать определение триггеру и объяснить принцип его действия. | |
| В каких электронных устройствах и для чего применяются триггеры? | |
| Как выполняют перевод триггера из одного устойчивого состояния в другое? | |
| Начертить примерную форму импульсов напряжения, которые вырабатывает триггер, и пояснить по ним его работу. | |
| Объяснить преимущества триггеров на транзисторах перед триггерами на электронных лампах. | |
| Какая обратная связь применена в работе триггера и как она влияет на его работу? | |
| Почему триггер применяется как ячейка запоминающего устройства электронно-вычислительной машины? | |
| Как осуществляется подача запускающего импульса для работы триггера? | |
| Каким образом можно изменить скорость перехода триггера из одного устойчивого состояния в другое? | |
| Почему триггер называют бесконтактным электронным реле? |
Задача 1 (варианты 31-40)
Составить схему реле времени из элементов, указанных на рисунке 4. Объяснить назначение элементов схемы и ответить на вопрос своего варианта из таблицы 5
Таблица 5
| Номер варианта | Вопрос |
| Объяснить возможное применение реле времени в электронных устройствах автоматики. | |
| Написать уравнение изменения напряжения на конденсаторе С и пояснить, как по нему определить время срабатывания реле. | |
| Каким образом можно регулировать выдержку времени при работе схемы? | |
| Объясните процесс заряда и разряда конденсатора С при работе реле. | |
| Какие неисправности возможны в схеме, если после размыкания ключа К после выдержки в течение требуемого времени не происходит срабатывания реле? | |
| Как изменится работа схемы, если увеличить сопротивление R4? | |
| Как изменится работа схемы, если будет пробит конденсатор С ? | |
| В какие точки схемы и какие приборы надо включить для определения напряжения на конденсаторе и тока срабатывания реле? | |
| Как изменится работа схемы, если параллельно конденсатору С подсоединить конденсатор такой же емкости? | |
| Какие электронные элементы питаются от источника напряжения Е? |
Задача 1 (варианты 41-50)
Составить схему двухтактного усилителя мощности из элементов, указанных на рисунке 5. Указать назначение элементов схемы и ответить на вопрос своего варианта из таблицы 6.
Таблица 6
| Номер варианта | Вопрос |
| Почему данный усилитель называют усилителем мощности? | |
| Объяснить по выходным характеристикам транзистора работу данного усилителя в режиме класса А. | |
| В чем преимущества двухтактного усилителя мощности перед усилителями других типов и в чем их недостатки? | |
| В чем отличие данной схемы от схемы одноконтактного усилителя мощности с выходным трансформатором? | |
| Почему в данной схеме усилителя применены два трансформатора со средней точкой? | |
| Объяснить работу данной схемы усилителя в режиме класса В. | |
| Объяснить отличия данной схемы от аналогичного усилителя, собранного на трехэлектродных лампах-триодах. | |
| Написать формулу коэффициента усиления и объяснить, как его определить для данной схемы. | |
| В какие точки схемы и какие приборы надо включить, чтобы определить по ним коэффициент усиления? | |
| Чем отличается бестрансформаторный двухтактный усилитель мощности на транзисторах от данной схемы? |
Задача 1 ( варианты 51-60 )
Составить схему усилителя низкой частоты на триоде из элементов, указанных на рис. 6. Указать назначение элементов схемы и ответить на вопрос своего варианта из таб. 7.
Таблица 7
| Номер варианта | Вопрос |
| Объяснить принцип усиления напряжения в данной схеме. | |
| Написать формулу коэффициента усиления и объяснить, как его | |
| определить для данной схемы. | |
| Начертить анодно-сеточную характеристику триода и объяснить на графике, как происходит усиление напряжения в режиме класса A | |
| Каким образом и с помощьюкаких элементов выбирают рабочую точку по характеристикам для данного усилителя. | |
| В какие точки схемы и какие приборы надо включить, чтобы по ним определить коэффициент усиления? | |
| Каким образом и для чего в данной схеме создается отрицательное напряжение смещения Uсм на управляющей сетке лампы? | |
| Как изменится работа схемы, если произойдет обрыв сопротивления Rк? | |
| В чем отличие данной схемы от схемы аналогичного усилителя, собранного на транзисторе? | |
| Начертить анодные характеристики триода и объяснить, как по ним определить коэффициент усиления лампы. |
Задача 1 (варианты 61-70)
Составить схему для снятия характеристик транзистора из элементов, указанных на рис. 7. Объяснить назначение элементов схемы и ответить на вопрос своего варианта из таблицы 8.
Таблица 8
| Номер варианта | Вопрос |
| Каков порядок проведения работы при снятии выходных характеристик транзистора? | |
| Как изменится работа схемы, если база транзистора соединится с эмиттером? | |
| Как определить коэффициент усиления транзистора по показаниям измерительных приборов? | |
| Каким способом в данной схеме можно увеличить ток коллектора транзистора? | |
| Как в данной схеме осуществляется запирание транзистора (т. е. lк=0)? | |
| Каков порядок проведения работы при снятии входных характеристик транзистора? | |
| Какие электрические величины и для чего измеряются приборами в данной схеме? | |
| Как и почему будут изменяться показания миллиамперметраmA, если увеличивать отрицательное напряжение Uэб, подаваемое на базу транзистора с помощью потенциометра R1 | |
| Каким способом в данной схеме можно уменьшить ток коллектора транзистора? | |
| Каков порядок проведения работы при снятии выходных характеристик транзистора? |
Задача 1 (варианты 71-80)
Составить схему усилителя низкой частоты на транзисторе, включенного по схеме с общим эмиттером, из элементов, указанных на рис. 8. Указать назначение элементов схемы и ответить на вопрос своего варианта из табл. 9.
Таблица 9
| Номер варианта | Вопрос |
| Написать формулу коэффициента усиления и объяснить, как его определить для данной схемы. | |
| Каким образом и с помощью каких элементов выбирают рабочую точку по выходным характеристикам транзистора для данного усилителя? | |
| Объяснить принцип усиления напряжения в данной схеме. | |
| Почему данную схему называют усилителем на транзисторе с общим эмиттером? | |
| В чём отличие данной схемы от схемы аналогичного усилителя, собранного на трехэлектродной лампе- триоде? | |
| В какие точки схемы и какие приборы надо включить для измерения тока коллектора и тока базы транзистора? | |
| Как изменится работа схемы, если произойдёт обрыв резистора R1? | |
| Какую роль в данной схеме усилителя выполняют электроды транзистора: эмиттер, коллектор и база? | |
| В каком случае транзистор будет полностью закрыт и какое при этом должно быть напряжение на входе и выходе усилителя? | |
| Какой электронный прибор и в какие точки схемы надо включить, чтобы увидеть форму входного и выходного напряжения усилителя? |
Задача № 2 (варианты 1-10)
Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, используя входную и выходные характеристики, определить коэффициент усиления β, величину сопротивлений нагрузки Rк1 и Rк2 и мощность на коллекторе Rк1 и Rк2, если известны напряжения на базе Uбэ, коллекторе Uкэ1 и Uкэ2 и напряжение источника питания Ек. Данные для своего варианта взять из таблицы 10.
Таблица 10
| Ном варианта | Номер рисунка | Uбэ,В | Uкэ1,В | Uкэ2,B | Ек,В |
| 1; 2 | 0,3 | ||||
| 2; 4 | 0,2 | ||||
| 5; 6 | 0,15 | ||||
| 7; 8 | 0,2 | ||||
| 9; 10 | 0,1 | ||||
| 11;12 | 0,25 | ||||
| 13;14 | 0,3 | ||||
| 15;16 | 0,3 | ||||
| 17;18 | 0,25 | ||||
| 19;20 | 0,2 |
Задача 2 (варианты 11-20)
Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, используя входную и выходные характеристики, определить диапазон изменения тока коллектора Iк и коэффициент усиления β, если напряжение на базе изменяется от Uбэ1 до Uбэ2. Напряжение питания Eк, а сопротивление нагрузки Rк. Данные для своего варианта взять из табл. 11.
Таблица 11
| Номер варианта | Номер рисунка | Uбэ1,В | Uбэ2,В | RК, кОм | Fк, В |
| 1; 2 3; 4 5; 6 7; 8 9; 10 11; 12 13; 14 15; 16 17; 18 19; 20 | 0,3 0,1 0,15 0,1 0,2 0,25 0,3 0,3 0,3 0,25 | 0,4 0,2 0,2 0,2 0,25 0,3 0,4 0,4 0,35 0,3 | 0,05 0,1 0,08 0,025 0,5 0,1 |
Задача 2 (варианты 21-30)
По выходным характеристикам транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, определить коэффициент усиления β и мощность Pк при напряжений на коллекторе Uкэ и токе базы Iб. Какое при этом надо выбрать сопротивление нагрузки Rк, если напряжение источника питания Eк ? Определить также коэффициент передачи по току α. Данные для своего варианта взять из табл.12.
Таблица 12
| Номер варианта | Номер рисунка | Uкэ, В | Iб, А | Eк, В |
| 7,5 | 0,6 1,5 |
Задача 2 (варианты 31-40)
Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, используя входную и выходные характеристики, определить коэффициент усиления β, величину напряжения на коллекторе Uкэ и Uкэ2, мощность на коллекторе Pк1 и Pк2, если дано напряжение на базе Uбэ, величина сопротивления нагрузки Rк1 и Rк2 и напряжение источника питания. Данные для своего варианта взять из табл. 13.
Таблица 13
| Номер варианта | Номер рисунка | Uбэ, В | Rк1,кОм | Rк2,кОм | Ек,В |
| 1; 2 3; 4 5; 6 7; 8 9; 10 11; 12 13; 14 15; 16 17; 18 19; 20 | 0,4 0,15 0,15 0,1 0,15 0,25 0,3 0,3 0,5 0,2 | 0,05 0,1 0,1 0,025 0,5 0,1 | 0,1 0,2 0,2 0,05 0,2 |
Задача 2 (варианты 41-50)
Ток коллектора транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, Iк. Используя входную и выходные характеристики, определить коэффициент усиления β, сопротивление нагрузки Rк и мощность на коллекторе Pк, если дано напряжение на базе Uбэ и напряжение источника питания Eк. Определить также коэффициент передачи по току α. Данные для своего варианта взять из табл. 14.
Таблица 14
| Номер варианта | Номер рисунка | Iк, А | Uбэ, В | Eк, В |
| 1; 2 3; 4 5; 6 7; 8 9; 10 11; 12 13; 14 15; 16 17; 18 19; 20 | 0,2 0,3 0,2 0,8 1,0 2,5 | 0,3 0,2 0,15 0,2 0,15 0,25 0,3 0,3 0,3 0,25 |
Задача 2 ( варианты 51-60)
Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, заданы напряжение на базе Uбэ, напряжение на коллекторе Uкэ, и напряжение источника питания Ек. Определить используя входную и выходные характеристики, ток коллектора Iк, коэффициент усиления β, величину сопротивления нагрузки Rк и мощность на коллекторе Рк. Данные для своего варианта взять из таблицы 15
Таблица 15
| Номер варианта | Номер рисунка | Uбэ, B | Uкэ, В | Ек, В |
| 1; 2 3; 4 5; 6 7; 8 9; 10 11; 12 13; 14 15; 16 17; 18 19; 20 | 0,4 0,2 0,2 0,25 0,2 0,25 0,3 0,3 0,3 0,25 |
Задача 2 ( варианты 61-70)
Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, заданы напряжение на базе Uбэ, сопротивление нагрузки Rк, и напряжение источника питания Ек. Используя входную и выходные характеристики, определить напряжение на коллекторе Uкэ, ток коллектора Iк, коэффициент усиления β и мощность на коллекторе Рк. Определить так же коэффициент передачи по току α. Данные для своего варианта взять из табл. 16
Таблица 16
| Номер варианта | Номер рисунка | Uбэ, B | Rк ком | Ек, В |
| 1; 2 3; 4 5; 6 7; 8 9; 10 11; 12 13; 14 15; 16 17; 18 19; 20 | 0,3 0,25 0,25 0,25 0,2 0,2 0,4 0,4 0,3 0,25 | 0,1 0,1 0,05 0,02 0,4 0,1 0,8 1,0 |
Задача 2 (варианты 71-80)
Для транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, определить по выходным характеристикам коэффициент усиления β, величину сопротивления нагрузки Rк1 Rк2 и мощность на коллекторе Pк1 и Pк2 для значений тока базы Iб1 и Iб2, если напряжение на коллекторе Uкэ и напряжение источника питания Eк. Данные для своего варианта взять из табл. 17.
Таблица 17
| Номер варианта | Номер рисунка | Uкэ, В | Iб1, А | Iб2, А | Eк, В |
| 0,6 0,5 | 0,9 1,0 |
Указания к решению задачи 1
В этой задаче надо составить схему из элементов, указанных на рисунке. Для правильного составления схемы необходимо найти в рекомендованной литературе раздел, к которому относится схема, и изучить принцип работы данного устройства. Все схемы следует вычерчивать аккуратно, примерно на половине тетрадной страницы, в соответствии с последними ГОСТами на условные обозначения элементов электрических схем. После вычерчивания схемы надо объяснить назначение каждого элемента и ответить на вопрос своего варианта.
Рассмотрим пример на составление электронной схемы.
Пример:
Составить схему двухкаскадного усилителя с резистивно-емкостной связью между каскадами на биполярных транзисторах из элементов, указанных на рис. 9. Объяснить назначение элементов схемы. Дать определение коэффициента усиления по напряжению каждого каскада и общего коэффициента усиления схемы. Как измениться работа схемы, если произойдет обрыв резистора Rб2 .
Решение: Схема усилителя, представленная на рис. 9, двухкаскадная, т. е. входное напряжение усиливается два раза: сначала транзистором Т1 , а затем транзистором Т2 .
Оба транзистора включены по схеме с общим эмиттером. В каждом каскаде эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепей, а резисторы Rк1 и Rк2 , с помощью которых создается выходное напряжение, включаются в коллекторные цепи транзисторов. Полярность источника питания с э. д. с. Eк по отношению к коллекторной цепи зависит от типа транзистора. На рис. 10 полярность источника питания 
соответствует усилительным каскадам с транзисторами типа р-п-р. Резисторы Rб1 и Rб2 , включенные в цепи базы транзисторов, обеспечивают их работу в режиме покоя, т. е. в отсутствие входного сигнала. Благодаря этим резисторам можно получить оптимальные значения тока базы Iбо и напряжения между базой и эмиттером Uбо , соответствующие середине линейного участка нагрузочной характеристики. Конденсатор Cс1 не пропускает постоянную составляющую коллекторного напряжения транзистора Т1 в базовую цепь транзистора T2 . Конденсатор связи Сс2 не пропускает постоянную составляющую коллекторного напряжения транзистора Т2 в нагрузку на выходе второго каскада. В каждом усилительном каскаде применена эмиттерная температурная стабилизация, обеспечиваемая резисторами Rэ1 и Rэ2 и конденсаторами Cэ1 и Сэ2 .
1. При обрыве резистора Rб2 в цепи базы транзистора Т2 не будет обеспечено заданное напряжение смещения Uбо , рабочая точка на нагрузочной характеристике сместится и усилитель будет работать с искажениями.
2. Коэффициентом усиления одного каскада по напряжению называют отношение напряжения на выходе к напряжению на входе Ku=Uвых/Uвх . Коэффициент усиления многокаскадного усилителя равен произведению коэффициентов усиления отдельных усилительных каскадов K=Ku1Ku2 .