Розрахунок схеми мультивібратора на польових транзисторах

анотація

У даній пояснювальній записці представлені опис схеми і тимчасових діаграм, розрахункові методики мультивибратора на польових транзисторах. Відповідно до завдання розраховані необхідні параметри схеми.

THE SUMMARY

In the given explanatory note the description of the circuit and time diagrams, settlement techniques of the multivibrator on field transistors are submitted. According to the task necessary parameters of the circuit are designed.

ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ

Розрахувати схему мультивібратора на польових транзисторах. Початкові дані:

період проходження імпульсів Т: 200 мкс

тривалість: 10 мкс

тривалість зрізу: 1 мкс

амплітуда імпульсів U _{вих. u:} -10 В

зміст

Титульна сторінка

анотація

Технічне завдання

зміст

Вступ

1.Описание схеми пристрою фантастронного генератора пилкоподібної напруги

2.Расчет фантастронного генератора пилкоподібної напруги

2.1.Електріческіе розрахунки

2.2.Вибор обгрунтування елементної бази

висновок

бібліографічний список

Специфікація

тимчасові діаграми

схема

ВСТУП

Електронна обчислювальна техніка - порівняно молоде науково-технічний напрям, але вона надає саме революціонізувала, на всі області науки і техніки, на всі сторони життя суспільства. Характерно постійний розвиток елементної бази ЕОМ. Елементна база розвивається дуже швидко; з'являються нові типи логічних схем, модифікуються існуючі. Існує безліч різних електронних пристроїв: логічні елементи, регістри, суматори, дешифратори, мультиплексори, лічильники, дільники частоти, тригери, генератори та ін.

Генератори перетворюють енергію джерела живлення в енергію періодичних або квазіперіодичних електричних коливань. Основне призначення генераторів в електроніці - це формування імпульсів початкової установки і синхронізації, керуючих сигналів різної форми і тривалості.

Все різноманіття генераторів можна поділити на такі типи:

- генератори прямокутних імпульсів;

- генератори лінійно-змінюється напруги (ЛИН);

- генератори східчасто-змінюється напруги;

- генератори синусоїдальних коливань

Типові форми прямокутних коливань показані на рис.1

Рис.1.

Генератори прямокутних імпульсів, що мають в петлі зворотного зв'язку елементи, накопичують енергію, називаються мультивібратора.

Мультивібратори поділяються на дві групи:

- автоколивальні мультивібратори;

- чекають мультивібратори або одновібратори.

Основна відмінність між цими мультивібратора полягає в тому, що автоколивальні мультивібратори формують імпульсну послідовність при подачі напруги живлення на схему, так як вони мають два ланцюги зворотного зв'язку з накопичувачами енергії, а чекають мультивібратори формують одиночний імпульс із заданими параметрами по зовнішньому запуску, так як одна петля зворотного зв'язку не має накопичувача енергії. Одновібратор - щось середнє між мультивібратором і тригером [1].

Розрізняють м'який і жорсткий режими збудження мультивибраторов. При м'якому режимі будь-які зміни напруги в колі зворотного зв'язку в момент включення живлення призводять до виникнення режиму генерацій; при жорсткому режимі генерація виникає, коли напруга в колі зворотного зв'язку досягає певного порогу.

Мультивібратори підрозділяються на перезапускати і неперезапускаемие. У першому випадку при подачі імпульсу запуску генерація вихідних сигналів починається заново з вихідного стану. Перезапуски дозволяють необмежено збільшувати тривалість вихідного імпульсу незалежно від параметрів схеми мультивібратора. Неперезапускаемие мультивібратори не реагують на зовнішні імпульси запуску

1. Опис схеми мультивібратора на польових транзисторах

Високий вхідний опір польових транзисторів (ПТ) дозволяє конструювати мультивібратори на дуже низькі частоти повторення імпульсів при малих ємностях времязадающих конденсаторів. Завдяки цьому форма вихідних імпульсів виявляється менш спотвореною, а шпаруватість більше, ніж у мультивибраторов на біполярних транзисторах.

Для автоколивальних мультивибраторов найбільш підходять ПТ з керуючим pn переходом, так як під час заряду конденсаторів напруга на ділянці затвор-витік докладено в прямому напрямку і тому опір цієї ділянки мало і малим стає час заряду конденсаторів.

Схема мультивибраторов з ПТ з керуючим pn переходом і каналом p-типу зображена на рис.2. У цьому мультивібраторі через резистори подається невелика негативна напруга на затвор щодо витоку, що підвищує стабільність періоду коливань і тривалість вихідних імпульсів На відміну від мультивібратора на БП транзисторах робота пристрою не порушується, якщо резистори включити між затвором і загальною точкою (схема з «нульовим» затвором ).

Рис.2.

Тимчасові діаграми роботи несиметричного мультивібратора показані рис.3. В основних рисах принцип дії цього мультивибратора такий же, як і у лампового. Від мультивибратора на БТ його відрізняє те, що в тимчасово стійких станах рівноваги розряд конденсаторів відбувається практично тільки через резистори і не до нульової напруги, а до значення, при якому напруга на затворі стає рівним напрузі відсічення (зазвичай 1-6 В)

Рис.3.

2.Расчет мультивібратором НА ПОЛЬОВИХ транзисторах

2.1. ЕЛЕКТРИЧНИЙ РОЗРАХУНОК

I. Вибір транзистора. Для забезпечення тимчасово стійких станів рівноваги необхідно вибирати транзистори, у яких

де - максимально допустима напруга стік-витік,

- напруга відсічення.

За довідником вибираємо ПТ КП103Л, який має такі параметри:

При напрузі = 10 В і = 0 струм стоку = 3 - 6,6 мА, крутизна характеристики S = ​​1.8 - 3.8 мА / В; ток затвора 20 нА, вхідні ємність пФ, прохідна ємність пФ і розсіюється на колекторі потужність P = 120 мВт. Розрахуємо середні значення напруги відсічення і вхідного опору.

Для розрахунку приймаємо 3,4В. Це значення задовільно узгоджується з усередненими вихідними характеристиками КП103Л (рис.4).

Рис.4.

перевіряємо ставлення

Середнє значення вхідного опору

II.Вибор опору резистора. Вибираємо опір резисторів з умови отримання амплітуди імпульсу рівній U _{вих. u:} -10 В

(2,7кОм)

III.Вичісленіе ємності більшого з конденсаторів (рис.2). Вона повинна бути такою, щоб за час тривалості вихідного імпульсу = 10 мкс він встигав зарядитися. Тому або (1200пФ)

IV.Сопротівленіе резисторів

(39 кОм)

Отримане значення опорів резисторів задовольняє двом умовам: воно значно менше вхідного опору транзистора (= 500 МОм) і значно більше опору відкритого pn переходу. Перша умова важливо з точки зору впливу вхідного опору транзистора на період проходження імпульсів, а друге - для забезпечення на затворі (щодо витоку) напруги відкритого транзистора, близького до нуля.

V.Ёмкость конденсатора

(120пФ)

VI.Длітельность зрізу імпульсу

VII.Длітельность фронту імпульсу

, де

На підставі наведеного вище розрахунку вибираємо елементи (для схеми електричної принципової даної в пункті 1):

Як транзисторів Т1 і Т2 був узятий польовий транзистор КП103Л, з наступними характеристиками:

Структура: pn;

Канал p-типу;

= 10 В;

3,4В;

Струм затвора 20 нА;

Вхідна yoмкостьпФ, прохідна ємність пФ;

Максимально допустима розсіює потужність колектора: 120 мВт.

Відповідно до розрахованої ємністю С _{1 і} З _2, підбираємо такі конденсатори відповідно: М47 U _ном = 10 В; С = 120 пФ 5% і П33 U _ном = 10 В; З = 1200 пФ 10% - що задовольняють нашим вимогам і розрахунками.

Відповідно до розрахованими номіналами резисторів в пункті 2.1., Маємо:

= 39 кОм: МЛТ-0,125-39кОм2%;

= 2,7 кОм С5-36,47-2700 ОМ2%;

висновок

В ході виконання даної курсової роботи була розрахована схема мультивібратора на польових транзисторах із заданими характеристиками:

період проходження імпульсів Т: 200 мкс

тривалість: 10 мкс

тривалість зрізу: 1 мкс

амплітуда імпульсів U _{вих. u:} -10 В

Були розраховані і перевірені параметри даної схеми.