Переключатель напряжения на мдп – транзисторе с индуцированным каналом

 

Цель работы – исследовать статические и динамические параметры переключателя напряжения на МДП – транзисторе с индуцированным каналом.

 

Описание исследуемой схемы

 

Исследуемый переключатель напряжения построен на n –канальном МДП-транзисторе VT2 (рис. 1.3) типа 2N700. В качестве его стоковой нагрузки используется нелинейное сопротивление транзистора VT3. Резистор R2 ограничивает напряжение на затворе транзистора VT2.

В исходном состоянии при U⁰₁ = 0 канал транзистора VT2 не индуцирован, что соответствует режиму отсечки. На выходе ключа (контрольная точка КТ6) формируется единичный уровень сигнала U¹ ₂ = E_с ≈ +5В. Для переключения транзистора VT2 в активный (триодный) режим на вход ключа необходимо подать от генератора Г1 положительный импульс, амплитуда которого превышает значение порогового напряжения U_пор транзистора VT2.

 

 

Рисунок 1.3

Домашнее задание

1. Изучить работу переключателя напряжения на МДП-транзисторе с индуцированным каналом. (В.И. Зубчук, В.П. Сигорский, А.Н. Шкуро «Справочник по цифровой схемотехнике», 1990, с. 68 – 72; В.М. Рябенький, В.Я. Жуйков, В.Д. Гулий «Цифрова схемотехніка», 2009, с. 102 -121).

2. Рассчитать статические параметры ключа на МДП-транзисторе U⁰ _1max, U¹ _1min, U⁰ ₂, U¹ ₂ , U_пор .

Рабочее задание

 

1. Снять и построить передаточную характеристику U₂ = f (U₁) и по ней определить статические параметры ключа U⁰ _1max, U¹ _1min, U⁰ ₂, U¹ ₂.

Для этого на вход ключа необходимо подать положительный прямоугольный импульс длительностью t_вх = 100 мкс и частотой 1 кГц и изменяя его амплитуду U₁ определять амплитуду сигнала на выходе U₂ . Результаты свести в таблицу 1.3.

 

Таблица 1.3

Uвх , В
Uвых , В

 

 

2. Снять переходные характеристики ключа при подаче на его вход импульсов положительной полярности с амплитудой U¹ ₁ = 5 В и длительностью t_вх = 40 мкс и частотой 10 кГц. Зарисовать временные диаграммы входного импульса U1(t) и выходного U2(t).

Примечание: Диаграммы переходных характеристик по пп. 1-2 построить на общем графике.

3. С помощью осциллографа определить динамические параметры ключа t^01.10 _{зд р.} , t^10.01 _ф . Результаты свести в таблицу 1.4.

 

Таблица 1.4

t^01зд.р. мкс	t^10зд.р, мкс	t^01ф, мкс	t^10ф. мкс

Выводы

Контрольные вопросы

 

1. Объясните принцип работы переключателя напряжения на МДП-транзисторе.

2. Объясните зависимость статических параметров ключа от температуры.

3. Объясните принцип работы нелинейного сопротивления VT3 (генератор тока)

4. Объясните зависимость параметров генератора тока на МДП-транзисторе от температуры.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ОДНОВИБРАТОРЫ

 

Одновибраторами называют спусковые релаксационные устройства с одним устойчивым и одним квазиустойчивым состоянием, которые в ответ на внешний запускающий импульс генерируют выходной импульс с требуемыми параметрами (полярность, амплитуда U_2m, длительностью t_и). Одновибраторы широко применяются в устройствах автоматики как времязадающие функциональные узлы, формирователи сигналов с фиксированными параметрами, делители частоты и т.д.

Одновибраторы строятся на основе активных компонентов (транзисторы, операционные усилители, логические интегральные схемы), включенных так, что в схеме образуется положительная обратная связь (ПОС). Переход из устойчивого состояния в квазиустойчивое и обратно происходит лавинообразно под действием ПОС (регенеративный режим). На этапе релаксации в квазиустойчивом состоянии и на этапе восстановления после возврата схемы в устойчивое состояние ПОС выключается вследствие перехода активных компонентов схемы в граничные режимы, и переходные процессы протекают медленнее.

Работа активных компонентов в граничных режимах определяет уровни выходных сигналов U⁰₂, U¹₂ одновибратора, которые близки к потенциалам источников питания схемы. Длительность генерируемого одновибратором импульса t_и обычно задается с помощью RC цепочек, включаемых в цепи обратных связей. В работе исследуются одновибраторы на операционном усилителе, на логических элементах и на основе специализированной интегральной схемы (рис. 2.1).

 

Рисунок 2.1