METODINĖS NUORODOS ELEKTRONIKOS KONTROLINIAM DARBUI

METODINĖS NUORODOS KONTROLINIAM DARBUI

Reikalavimai kontroliniam darbui

Modulio „ Elektronikos pagrindai“ kontrolinį darbą sudaro 3 užduotys,

kurių kiekviena užduotis turi 10 variantų. Užduoties variantas skiriamas

pagal studento pažymėjimo numerio paskutinį skaitmenį.

Prieš atliekant kontrolinį darbą studentas turi išstudijuoti

atitinkamą teorinę medžiagą ir susipažinti su žemiau pateiktom metodinėm

nurodom. Visos užduotys turi būti atliktos A4 formato balto popieriaus

lapuose spausdinant kompiuteriu. Brėžiniai, schemos, grafikai braižomi

pieštuku ar kompiuteriu. Kontrolinio darbo lapai turi būti susegti ir

sunumeruoti. Titulinis lapas užpildomas pagal kolegijoje galiojančius

reikalavimus. Atlikti ir sutvarkyti kontroliniai darbai registruojami

skyriaus metodiniame kabinete ir pateikiami dėstytojui iki laboratorinių

darbų atlikimo pradžios. Kontroliniam darbui keliami šie reikalavimai:

• Atsakymai į teorinius klausimus turi būti aiškūs ir galimai trumpi,

nurodant naudotą literatūrą.

• Sprendžiant uždavinius, pirmiausia reikia perrašyti savo varianto

užduoties sąlygą.

• Atliekant skaičiavimus, ieškomas dydis išreiškiamas formule, po to

įrašomos elementų reikšmės SI sistemoje ir pateikiamas skaitinis

rezultatas bei vienetas; tarpinių skaičiavimų galima nerodyti.

• Apskaičiuotas rezistorių varžų ir kondensatorių talpų reikšmes būtina

apvalinti iki nominalinės vertės, naudojantis žinynu.

• Schemos bbraižomos laikantis standartų reikalavimų (žr.4 priedą).

• Jeigu kontrolinis darbas neįskaitytas, tai ištaisyti uždaviniai

pateikiami kartu su senaisiais.

• Egzaminą galima laikyti tik atlikus ir apgynus laboratorinius darbus

ir esant įskaitytam kontroliniam darbui.

Kontrolinio darbo vertinimas

Prie kiekvienos užduoties nurodomas mmaksimalus balas, kurį studentas

gali gauti už užduoties atlikimą. Galutinis darbo vertinimas atitinka

surinktų balų sumą. Kontrolinio darbo įvertinimas sudaro 10 % galutinio

pažymio. Kad kontrolinis darbas būtų įskaitytas, studentas turi surinkti ne

mažiau, kaip šešis balus, o surinkus mažesnį balų skaičių, darbas

grąžinamas taisymui ir papildymui. Laiku nepristačius darbo arba negavus jo

įskaitymo, atsiskaitoma bendra skyriuje numatyta tvarka, pateikiant

dėstytojui įsiskolinimo lapelį.

Kontrolinio darbo užduočių vertinimas diferencijuojamas taip:

• Pirma užduotis vertinama 0,2 balo (P).

• Antra ir trečia užduotys vertinamos 0,4 balo (A), (T).

Galutinis kontrolinio darbo vertinimas

S = 0,2P + 0,4A + 0,4T

Metodinės nuorodos užduočių atlikimui

Nuorodos užduočiai Nr. 2.

Pirmoje lentelėje duotų dydžių paaiškinimai:

• EC – kolektoriaus grandinės maitinimo šaltinio įtampa;

• RC – kolektoriaus grandinės apkrovos rezistorius,skirtas sustiprintam

signalui gauti;

• IB0 – tranzistoriaus darbo taško A bazės srovė;

• fž – stiprintuvo žemasis ribinis dažnis;

• Mž – dažninių iškraipymų koeficientas žemuose dažniuose;

• h11e – tranzistoriaus įėjimo varža BE jungimo schemai;

• h21e – β – tranzistoriaus srovės stiprinimo koeficientas BE jungimo

schemai;

• S – temperatūrinis nestabilumo koeficientas;

• Ra – apkrovos rezistoriaus varža.

Užduotyje duotas rezistorius RC nusako tranzistoriaus apkrovos tiesę

nuolatinei srovei, kuri aprašoma lygtimi:

UCE = EC – IC(RC + RE).

Ši tiesė braižoma tranzistoriaus statinių ccharakteristikų šeimoje IC

= f (UCE), kai IB = const per du taškus. Šie taškai gaunami iš aukščiau

aprašytos lygties.

Pirmas taškas – kai IC=0, tuomet UCE=EC.

Antras taškas – kai UCE=0, tuomet

IC = ————– = IC max.

RC + RE

Skaičiuojant antrąjį tašką preliminariai priimame RE = 0,15RC.

Taigi , horizontalioje statinių tranzistoriaus charakteristikų

ašyje atidėjus įtampą EC, o vertikalioje – srovę ICmax ir sujungus šiuos du

taškus gaunama apkrovos tiesė nuolatinei srovei, kuri naudojama grafinei

tranzistoriaus darbo analizei ir praktiniams skaičiavimams.

Darbo taško A padėtis statiniame tranzistoriaus darbo režime randama

taip:

duota užduotyje darbo taško bazės srovės reikšmė IB = IB0 atidedama

išėjimo charakteristikose. Jei grafike nėra charakteristikos, atitinkančios

duotai bazės srovei IB0 , brėžiama papildoma charakteristika. Šios

charakteristikos susikirtimo su apkrovos tiese taškas ir bus tranzistoriaus

darbo taškas A;

suprojektavus darbo tašką A, ašyse gaunamos jo koordinatės IC0 ir

UCE0, kurias reikia naudoti skaičiuojant BE stiprinimo pakopos elementus.

BE stiprinimo pakopos (ji duota aprašymo gale) elementai skaičiuojami

taip:

1. Parenkama daliklio R1 R2 varža RB, kuri dar vadinama bazės

grandinės ekvivalentine varža:

R1. R2

RB = —————— ְ≈ 3h11e.

R1 + R2

2. Skaičiuojama RE:

RE = —————- ,

S – 1

ΔIC

čia S = ——- ,- temperatūrinis nestabilumo koeficientas.

IC0

Apskaičiuotai rezistoriaus RE reikšmei parenkama artimiausia

nominali vertė REnom.

3. Randamas įtampos kritimas rezistoriuje RE:

UE = IE0 REnom,

Čia IE0 = IC0 + IB0.

4. Skaičiuojama R1.

Tam pirmiausiai reikia apskaičiuoti bazės įtampą

UB = UE + UBE.

Tranzistoriui dirbant stiprinimo režimu, keičiantis bazės srovei

IB, įtampa UBE kinta nežymiai, nes tranzistoriaus įėjimo

charakteristika yra pakankamai stati, t. y. UBE ≈ 0,7V – Si ir UBE ≈

0,3V – Ge tranzistoriams. Pagal duotą tranzistoriaus tipą

apskaičiuojamas bazės įtamos UB didumas (silicio tranzistoriai žymimi

raide K, o germanio – raide Г).

Kitaip bazės įtampą galima aprašyti šia išraiška:

R2 R1R2

UB = EC ———– – IB0 ———— = EC kd – IB0 RB,

R1 + R2 R1 + R2

čia kd – bazės grandinės daliklio koeficientas; RB – bazės grandinės

ekvivalentinė varža.

Iš UB išraiškos apskaičiuojamas bazės grandinės daliklio koeficientas

kd; tada

R1 = ——-

ir parenkama artimiausia nominalinė vertė R1nom. Rezistorių

nominalinių varžų skalė yra 2 priede.

5. Skaičiuojama R2:

R1nom

R2 = RB ————–

R1nom – RB

ir parenkama artimiausia nominali vertė R2nom.

6. Kondensatorių C1, C2 ir CE talpos skaičiuojamos taip:

200

CE = —————–,

ωž REnom

čia ωž = 2π fž; fž – žemasis ribinis dažnis;

C1 = &——————- ,

ωž rin√ Mž – 1

RB h11e

čia rin = ——————– – pakopos įėjimo varža, Mž – dažninių

iškraipymų koeficientas

RB + h11e

žemuose dažniuose;

C2 = ————————— .

ωž Ra √ Mž – 1

Apskaičiuotiems kondensatoriams parenkami artimiausi nominalai

taip, kad Cnom > C. Dažniausiai naudojamų kondensatorių nominalių

talpų skalė yra 3 priede.

Pagrindiniai stiprinimo pakopos parametrai skaičiuojami taip:

1. Srovės stiprinimo koeficientas

KI = ———– ≈ h21e;

2. Įtampos stiprinimo koeficientas

h21e R’C

KU = —————,

h11e

RC Ra

čia R’C = ————— – pakopos apkrova kintamam signalui.

RC + Ra

Tranzistorių charakteristikos pateiktos 1 priede.

Nuorodos užduočiai Nr. 3.

Lentelėje 2 pateikti šie duomenys:

• U1 – efektinė įėjimo įtampos vertė; tinklo įėjimo įtampos

momentinė vertė

u1 = U1m sin ωt = U1√ 2 sin ωt, čia U1m – amplitudė, ω = 2πf –

kampinis dažnis;

• Ud ir Id – vidutinė išlyginta įtampa ir srovė apkrovoje Rd;

• p2 – pulsacijos koeficientas filtro išėjime.

Priimti, kad diodai ir transformatorius yra idealūs, t.y. diodo vidinė

varža tiesiogine kryptimi lygi nuliui, o atgaline kryptimi – be galo

didelė; transformatoriaus apvijų vidinės varžos yra lygios nuliui;

skaičiavimuose naudoti tinklo dažnį f = 50Hz.

Apskaičiuojami

šie lygintuvo parametrai:

Apkrovos varža

Rd = ——–;

Vidutinė diodo srovė I0 = 0,5Id;

Maksimali srovė, tekanti kiekvienu diodu tiesiogine kryptimi I0max =

1,57 Id;

Maksimali atgalinė įtampa, veikianti kiekvieną diodą nelaidaus

pusperiodžio metu

URmax =1,57Ud;

Tiltelinio lygintuvo be filtro pulsacijos koeficientas

p = ——–,

m2 – 1

čia m – koeficientas, nusakantis lyginimo schemą. Dvipusio lyginimo

schemos atveju m = 2.

Naudojantis žinynu parinkite lygintuvui tinkamiausią diodo tipą.

Parinkti diodo parametrai I0, I0max ir URmax turi bbūti truputį didesni

už apskaičiuotuosius.

Filtras lygintuvui parenkamas pagal filtracijos koeficientą

s = ——–, čia p1 – tiltelinio lygintuvo pulsacijos

koeficientas be filtro

(apskaičiuotas aukščiau); p2 – pulsacijos koeficientas su filtru

(duotas lentelėje). Jei s < 50, lygintuvui parenkamas LC filtras,o kai

s > 50, tai parenkamas dvigubas LC arba CLC filtras.

Skaičiuojant parametrinio stabilizatoriaus schemos balastinį

rezistorių reikia atminti, kad stabilitrono srovė turi būti ne mažesnė

už Is min (tuomet gerokai sumažėja US) ir ne didesnė už Is max, nes

stabilitronas gali perkaisti. Todėl pirmiausia reikia surasti

maitinimo įtampos Ud kitimo ribas:

ΔUd %

Ud max = Ud ( 1 + ———-) ir

100

ΔUd %

Ud min = Ud ( 1 – ———- ).

100

Minimali bbalastinio rezistoriaus varža RB min surandama, kai

schemos įėjime veikia maksimali maitinimo įtampa Ud max ir per

stabilitroną teka maksimali srovė Is max;

Ud max – US

RB min = —————– ;

Is max + Ia

Analogiškai surandama maksimali balastinio rezistoriaus varža RB max

Ud min – US

RB max = —————-

Is min + Ia

Balastinio rezistoriaus varžos nominali vertė RB nom parenkama

iš nelygybės

RB min < RB nom < RB max.

Parametrinio stabilizatoriaus stabilizacijos koeficientas

apskaičiuojamas taip:

RB nomUS

KS = —————-

Rs Ud

Stabilizacijos koeficientas didėja, parinkus didesnę balastinę varžą.

Stabilizatoriaus naudingumo koeficientas

η = —— , čia Pa – apkrovos galia, Pm – galia, imama iš

maitinimo šaltinio.

Šis koeficientas išreiškiamas procentais ir aapskaičiuojamas taip:

RB min Ia US

η = —————————- 100 %.

Ud max( Ud max – Us)

PRIVALOMA LITERATŪRA

1. V. Kravčiūnas. Elektronikos ir mikroelektronikos pagrindai.- V.:

Leidybos centras, 1993. -157 .

2. V. Kravčiūnas. Optoelektronikos pagrindai.- V.: Leidykla Danielius,

1994.-93 psl.

3. A. Kvedaravičius. Silicio integrinių schemų gamybos vadovas.- V.:

Molslas, 1998,-329 psl.

4. A. Lašas. Pramoninė elektronika I-II d.-Mokslas, 1998,-254 psl.

5. L. Mickūnienė. Elektronika. Mokomoji knyga- Žinynas.-K.: UAB Epaisas,

1999,-209 psl.

6. S. Masiokas. Elektrotechnika.- V.: Mokslas, 11989,-424 psl.

7. Osnovy promyšlenoj elektroniki. Pod. Red. B. G. Gerasimova.- M.:

Vysšaja škola.-1986

8. F. K. Krištafovič. Ir kt. Osnovy promyšlennoj elektroniki.-M.: Vysšaja

škola, 1985,-286 psl.

PAPILDOMA LITERATŪRA

1. R. Mašonienė. Elektronika.-K.: KATM leidybos centras, 1997,-128 psl.

2. S. Štaras. R. Kirvaitis. Mikroelektronikos pagrindai.-V.: Mokslo ir

enciklopedijų leidykla,- 1995,- 289 psl.

3. K. Valacka. Puslaidininkiai.-V.: Mokslas.-1990,- 148 psl.

4. K. Berezin. Istočniki elektropitanie REA.-M.: Tri L, 2000

5. O.B. Golovin. Elektronnye usiliteli.-M.: Padio i svez, 1983.

Pastaba. Išvardinta literatūra yra KTK bibliotekoje.