Modelarea componentelor

27130 Pistol cu aer cald pentru modelism, Proxxon Micro MH 550 de la www.hobbytools.ro (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Modelarea componentelor

Tehnici de analiză a rețelei


Intrebarea 1

Când este reprezentat grafic pe un traseu curbat, curba caracteristică pentru o diodă de rectificare normală cu joncțiune PN arată cam așa:

Etichetați fiecare axă (orizontală și verticală) a graficului traseului curbei, apoi determinați dacă dioda se comportă mai mult ca o sursă de tensiune sau mai mult ca o sursă de curent (adică încearcă să mențină tensiunea constantă sau încearcă să mențină curentul constant) /www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/03128x03.png ">

Singura întrebare aici este: ce substituție face cel mai mult sens? Pe baza comportamentului curbei caracteristice a diodelor, ar trebui să înlocuim o sursă de tensiune sau o sursă de curent în locul acesteia? Presupunând că aceasta este o diodă rectificativă 1N4001, care este valoarea pe care ar trebui să o folosim pentru sursa substitutivă?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Acest comportament este similar cu cel al unei surse de tensiune, odată ce este orientată în față și conducând curentul.

Următoarele întrebări: destul de evident, diodele nu se comportă exact ca surse de tensiune. Nu puteți să alimentați nimic de la o diodă, de exemplu! Identificați unele dintre limitările inerente diodelor de modelare ca surse de tensiune. Există cazuri în care vă puteți gândi unde un astfel de model ar putea induce în eroare "notele ascunse"> Note:

Modelarea componentelor semiconductoare neliniare în ceea ce privește componentele pasive liniari, idealizate, este un "truc" onorat în timp, folosit pentru a simplifica analiza circuitului. Ca toate "trucuri" și analogii, aceasta are limitări limitate. Următoarea întrebare a întrebării urmărește practic exemple de unde un astfel de model ar putea fi înșelător!

intrebarea 2

Dacă am fi "modelat" o lampă de neon cu o componentă pasivă standard (rezistor, sursă de tensiune, sursă de curent, condensator sau inductor) pentru analiza matematică a unui circuit care conține o lampă de neon, ce componentă ar reprezenta cel mai bine caracteristicile lampa în regiunea sa de "strălucire"?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

O lampă de neon din regiunea "strălucirii" ar fi cel mai bine modelată de o sursă de tensiune .

Următoarea întrebare: ce componentă comportă cel mai bine o lampă cu neon în cadrul regiunilor verticale (linie întreruptă) pe graficul "note hidden"> Note:

Dacă elevii dvs. sunt nedumeriti la metoda de determinare a răspunsului, întrebați-i această întrebare: "Pentru lampa de neon, ce variabilă rămâne constantă în ciuda unei variații mari în cealaltă variabilă?"

Întrebarea 3

Dacă am fi "modelat" un tranzistor cu o componentă pasivă standard (rezistor, sursă de tensiune, sursă de curent, condensator sau inductor) pentru analiza matematică a unui circuit care conține un tranzistor, ce componentă ar reprezenta cel mai bine caracteristicile tranzistorului în regiunea sa "activă"?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Un tranzistor din regiunea "activă" ar fi cel mai bine modelat de o sursă de curent .

Note:

Dacă elevii dvs. sunt nedumeriti la metoda de determinare a răspunsului, întrebați-i această întrebare: "Pentru tranzistor, ce variabilă rămâne constantă în ciuda unei variații mari în cealaltă variabilă"

Întrebarea 4

Un tranzistor este un dispozitiv semiconductor care acționează ca un regulator de curent constant. Din motive de analiză, tranzistorii sunt adesea considerați ca surse de curent constant:

Să presupunem că am nevoie pentru a calcula cantitatea de curent extras de la sursa de 6 volți în acest circuit tranzistor dual-sursă:

Știm că curenții combinați din cele două surse de tensiune trebuie să adauge până la 5 mA, deoarece Legea curentă a lui Kirchhoff ne spune că curenții se adaugă algebric la orice nod. Bazându-ne pe aceste cunoștințe, eticheta curentului prin bateria de 6 volți poate fi etichetă drept "I", iar curentul prin bateria de 7, 2 volți ca "5 mA - I":

Legea de tensiune a lui Kirchhoff ne spune că suma algebrică a tensiunii în jurul valorii de orice "buclă" într-un circuit trebuie să fie egală cu zero. Pe baza tuturor acestor date, calculați valoarea lui I:

Indiciu: ecuațiile simultane nu sunt necesare pentru a rezolva această problemă!

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

I = 1, 9 mA

Note:

Am scris această întrebare în așa fel încât să imite analiza curentă ramură / rețea, dar cu suficiente informații suplimentare (și anume, valoarea sursei curente) că există o singură variabilă de rezolvat. Ideea aici este de a pregăti elevii pentru a înțelege de ce ecuațiile simultane sunt necesare în circuite mai complexe (atunci când necunoscutele nu pot fi exprimate cu toții în termeni de o singură variabilă).

Întrebarea 5

Modelele componentelor electronice complexe sunt utile pentru analiza circuitului, deoarece ne permit să exprimăm comportamentul aproximativ al dispozitivului în termeni de componente ideale cu comportamente matematice relativ simple. Tranzistorii sunt un bun exemplu de componente deseori modelate de dragul analizei circuitului amplificator:

Trebuie să înțelegem că modelele nu sunt niciodată replici perfecte ale lucrurilor reale. La un moment dat, toate modelele nu reușesc să emuleze exact lucrul modelat. Singura preocupare reală este cât de precisă ne dorim ca aproximația noastră să fie: care sunt caracteristicile componentei care ne preocupă cel mai mult și care nu.

De exemplu, atunci când se analizează răspunsul circuitelor amplificatoarelor tranzistorice la semnalele de AC mici, se presupune adesea că tranzistorul va fi "părtinitor" de un semnal DC astfel încât dioda de bază-emițător să dirijeze întotdeauna. Dacă acest lucru este cazul și tot ceea ce ne interesează este modul în care tranzistorul răspunde la semnalele AC, putem elimina în siguranță joncțiunea diodelor din modelul nostru de tranzistor:

Cu toate acestea, chiar și cu scăderea de tensiune de 0, 7 volți (nominală) absentă din model, există încă o anumită impedanță pe care un semnal de curent alternativ îl va întâlni în timp ce curge prin tranzistor. De fapt, există mai multe impedanțe distincte în interiorul tranzistorului însuși, simbolizat de obicei de rezistori și de indicatori r de ordin mic:

Din perspectiva unui curent AC care trece prin joncțiunea de bază-emițător a tranzistorului, explicați de ce următoarele modele tranzistorice sunt echivalente:

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Aceste două modele sunt echivalente pentru că un curent dat (i b ) va determina aceeași cantitate de cădere de tensiune între bază și emițător (v = ir):

v = i b r ' b + (i b + βi b ) r' e Model stânga

v = i b (r ' b + (β + 1) r' e ) model de dreapta

Echivalența matematică a acestor două expresii poate fi demonstrată prin factoring i b din toți termenii din ecuația modelului stâng.

Note:

Scopul acestei întrebări este de a introduce studenții la conceptul de modelare BJT și de a le familiariza și cu unele dintre simbolurile și expresiile utilizate în mod obișnuit în aceste modele (precum și un pic de teorie a rețelei rezistorului de curent continuu și revizuirea algebrei, desigur !).

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →