НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» Кафедра «Комп’ютеризовані системи автоматики» Методичні вказівки до виконання курсової роботи РОЗРАХУНОК КЛЮЧА НА БІПОЛЯРНОМУ ТРАНЗИСТОРІ з дисципліни «Елементи дискретних пристроїв автоматики та обчислювальної техніки» для студентів базового напряму 051201 «Системна інженерія» Затвердженона засіданні кафедрикомп'ютеризованих систем автоматикипротокол № від . .2012р. Львів 2012 Методичні вказівки до виконання курсової роботи з навчальної дисципліни „Елементи дискретних пристроїв автоматики та обчислювальної техніки”,для студентів базового напряму 051201 „Системна інженерія” / Укл. О.С. Вітер, Р.В. Проць. – Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2012. 16 с. Укладачі Вітер О.С., канд. техн. наук, доц. Проць Р.В., канд. техн. наук, доц. Відповідальний за випуск Наконечний А.Й., д-р техн. наук, проф. Рецензенти: Мичуда З. Р., д-р. техн. наук, проф. Шклярський В. І., канд. техн. наук, доц.  Зміст Мета роботи 4 Теоретична частина 4 Стаціонарні стани ключа 5 Перехідні процеси у ключі 6 Процес включення транзисторного ключа 7 Процес виключення транзисторного ключа 8 Порядок виконання роботи 9 Розрахункова частина 9 Моделювання 10 Рекомендована література 13 Додатки 14 5.1 Параметри транзисторів 14 5.2. Варіанти завдань 15  Мета роботи Метою роботи є ознайомлення з методикою розрахунку і розрахунок стаціонарного і динамічного режимів роботи ключа на біполярному транзисторі і порівняння результатів розрахунків з результатами, отриманими при моделюванні роботи ключа за допомогою прикладних програм Multisim або MicroCap. Теоретична частина Ключ служить для комутації (увімкнення або розімкнення) ділянок електричного кола. Його дія полягає у тому, що у ввімкненому стані він має дуже малий, а в розімкненому – дуже великий електричний опір. В електронних пристроях замість механічних ключів найчастіше використовуються електронні ключі, які мають високу швидкодію, можуть комутувати струми від наноампер до сотень ампер при практично необмеженому терміні експлуатації. Без них неможливе існування сучасної обчислювальної техніки.
Рис. 1. Схема транзисторного ключа Найчастіше в якості ключа використовується біполярний транзистор, який встановлюється послідовно або паралельно до комутованої ділянки електричного кола. Звичайно використовується схема зі спільним емітером з включенням навантаження ключа в коло колектора транзистора. На рис. 1 наведена схема послідовного ключа з використанням транзистора типу n-p-n. Під дією керуючої імпульсної напруги Еі транзистор може бути закритим або відкритим. У закритому стані опір транзистора великий, струм через навантаження ключа, яким є резистор Rн, майже не протікає і спад напруги на резисторі практично дорівнює нулю. У відкритому стані опір транзистора малий, тому до резистора Rн практично прикладена вся напруга джерела живлення Ек. Стаціонарні стани ключа Ключовий каскад може знаходитися в одному з двох стаціонарних станів: у включеному (транзистор відкритий, стан насичення) і виключеному (транзистор закритий, стан відсікання). Стан насичення (транзистор відкритий) виникає при додатній керуючій напрузі Еі при умові, що стум бази транзистора дорівнює
(1) У цій формулі
– коефіцієнт підсилення транзистора за струмом,
– максимально можливий струм колектора, який визначається напругою живлення і опором навантаження і називається струмом насичення колектора:
Знайдене з (1) значення струму називається струмом насичення бази. Для гарантованого відкриття транзистора струм бази вибирається більшим від
:
, де
> 1– коефіцієнт насичення. Якщо відома амплітуда імпульсної керуючої напруги Еі, то величина опору базового резистора визначається виразом
де
– спад напруги на переході база-еміттер відкритого транзистора. Для кремнієвого транзистора можна прийняти
Стан відсікання (тран...