Pemodelan Komponen

Pemodelan Matematika Komponen Model Matematika (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Pemodelan Komponen

Teknik Analisis Rangkaian


soalan 1

Apabila merancang pada pengurup lengkung, lengkung ciri untuk simpang PN normal yang membetulkan dioda kelihatan seperti ini:

Labelkan setiap paksi (mendatar dan menegak) daripada graf pengursi lengkung, kemudian tentukan sama ada diod berkelakuan lebih seperti sumber voltan atau lebih seperti sumber arus (iaitu cuba untuk mengekalkan voltan malar atau adakah ia cuba untuk mengekalkan arus malar "/ /www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/03128x03.png ">

Satu-satunya soalan di sini ialah penggantian yang paling masuk akal? Berdasarkan kelakuan ciri lengkung diod, haruskah kita menggantikan sumber voltan atau sumber semasa di tempat itu? Dengan mengandaikan ini adalah dioda pembetulan 1N4001, apakah nilai yang harus kita gunakan untuk menggantikan sumber?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Tingkah laku ini adalah serupa dengan sumber voltan apabila ia bersifat memihak dan menjalankan arus.

Soalan susulan: agak jelas, dioda tidak berfungsi sama seperti sumber voltan. Anda tidak boleh kuasa apa-apa daripada diod, contohnya! Kenal pasti beberapa batasan yang wujud untuk pemodelan dioda sebagai sumber voltan. Adakah terdapat sebarang contoh yang boleh anda fikirkan di mana model sedemikian boleh mengelirukan "nota tersembunyi"> Nota:

Pemodelan komponen semikonduktor bukan linear dari segi komponen linear yang ideal, adalah "helah" yang dihormati masa yang digunakan untuk memudahkan analisis litar. Seperti semua "helah" dan analogi, yang satu ini mempunyai batasan pasti. Petua soalan susulan praktikal memberikan contoh-contoh di mana model sedemikian boleh mengelirukan!

Soalan 2

Jika kita hendak "model" lampu neon dengan komponen pasif standard (perintang, sumber voltan, sumber semasa, kapasitor, atau induktor) demi matematik menganalisis litar yang mengandungi lampu neon, komponen apa yang paling baik mewakili ciri-ciri lampu dalam rantau "cahaya"?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Satu lampu neon dalam rantau "cahaya "nya akan dimodelkan dengan sumber voltan yang terbaik .

Persoalan susulan: komponen komponen mana yang terbaik memodelkan lampu neon dalam kawasan menegak (putus-line) pada graf "nota tersembunyi"> Nota:

Sekiranya pelajar anda bingung dengan cara menentukan jawapannya, tanyakan kepada mereka soalan ini: "Bagi lampu neon, pembolehubah apa yang tetap berterusan walaupun terdapat variasi yang berbeza dalam pemboleh ubah yang lain?"

Soalan 3

Jika kita hendak "model" sebuah transistor dengan komponen pasif standard (perintang, sumber voltan, sumber semasa, kapasitor, atau induktor) demi matematik menganalisis litar yang mengandungi transistor, komponen apa yang paling baik mewakili ciri-ciri transistor dalam kawasan "aktif" nya?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sebuah transistor di dalam kawasan "aktif "nya akan dimodelkan dengan sumber semasa .

Nota:

Sekiranya pelajar anda bingung dengan cara menentukan jawapannya, tanyakan kepada mereka soalan ini: "Bagi transistor, pembolehubah apa yang tetap berterusan walaupun variasi yang berbeza dalam pembolehubah lain" panel kerja lalai panel kerja "

Soalan 4

Transistor adalah peranti semikonduktor yang berfungsi sebagai pengawal selia tetap. Demi analisis, transistor sering dianggap sumber - sumber semasa:

Katakan kita perlu mengira jumlah semasa yang dikeluarkan dari sumber 6-volt dalam litar transistor dua-sumber ini:

Kita tahu arus gabungan dari dua sumber voltan mesti menambah sehingga 5 mA, kerana Hukum Semasa Kirchhoff memberitahu kita bahawa arus menambah algebra di mana-mana nod. Berdasarkan pengetahuan ini, kita boleh melabelkan semasa melalui bateri 6 volt sebagai "I", dan semasa melalui bateri 7.2 voltan sebagai "5 mA - I":

Undang-undang Voltan Kirchhoff memberitahu kita bahawa jumlah voltan algebra yang jatuh di mana-mana "gelung" dalam litar mesti bersamaan sifar. Berdasarkan semua data ini, kirakan nilai I:

Petunjuk: persamaan serentak tidak diperlukan untuk menyelesaikan masalah ini!

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

I = 1.9 mA

Nota:

Saya menulis soalan ini sedemikian rupa sehingga ia meniru cawangan / analisis semasa mesh, tetapi dengan maklumat yang cukup (iaitu, nilai sumber semasa) yang hanya ada satu pembolehubah untuk diselesaikan. Idea di sini adalah untuk menyediakan pelajar untuk menyedari mengapa persamaan serentak diperlukan dalam litar yang lebih kompleks (apabila tidak diketahui semua tidak boleh dinyatakan dalam bentuk pembolehubah tunggal).

Soalan 5

Model komponen elektronik kompleks berguna untuk analisis litar, kerana ia membolehkan kita untuk menyatakan kelakuan anggaran peranti dari segi komponen yang ideal dengan tingkah laku matematik yang agak mudah. Transistor adalah contoh yang baik dari komponen yang sering dimodelkan demi analisis litar penguat:

Ia mesti difahami bahawa model tidak pernah sempurna replika perkara sebenar. Pada satu ketika, semua model gagal meniru perkara yang dimodelkan. Satu-satunya kebimbangan sebenar adalah berapa tepat kita menghendaki penghampiran kita: ciri-ciri komponen yang paling membimbangkan kita, dan yang tidak.

Contohnya, apabila menganalisis tindak balas litar penguat transistor kepada isyarat AC kecil, ia sering dianggap bahawa transistor akan "berat sebelah" oleh isyarat DC supaya diod pemancar asas sentiasa dijalankan. Sekiranya ini berlaku, dan apa yang kita bimbangkan ialah bagaimana transistor bertindak balas kepada isyarat AC, kita boleh dengan mudah menghapuskan simpang diod dari model transistor kita:

Walau bagaimanapun, walaupun dengan voltan DC 0.7 voltan (nominal) jatuh tidak hadir dari model, masih ada beberapa impedans bahawa isyarat AC akan ditemui kerana ia mengalir melalui transistor. Sebenarnya, beberapa impedans yang berbeza wujud di dalam transistor itu sendiri, secara lazimnya dilambangkan oleh pereka bentuk dan pereka rawak kecil:

Dari perspektif semasa AC yang melalui persimpangan asas-pemancar transistor, jelaskan mengapa model transistor berikut adalah setaraf:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kedua-dua model ini bersamaan kerana arus yang diberi (i b ) akan menyebabkan jumlah voltan yang sama tepat antara asas dan pemancar (v = ir):

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

v = i b (r ' b + (β + 1) r' e ) Model tangan kanan

Kesamaan matematik kedua-dua ungkapan ini boleh ditunjukkan oleh pemfaktoran i b dari semua istilah dalam persamaan model kiri.

Nota:

Tujuan soalan ini adalah untuk memperkenalkan pelajar kepada konsep pemodelan BJT, dan juga untuk membiasakannya dengan beberapa simbol dan ekspresi yang biasa digunakan dalam model-model ini (serta sedikit teori rangkaian perintang DC dan kajian algebra, tentu saja !).

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →