Какая рабочая область транзистора, подключенного по схеме с общим эмиттером, если мощность, рассеиваемая на коллекторе

Shmel

2

Для решения этой задачи нам понадобятся формулы, связанные с работой транзистора в схеме с общим эмиттером.

Пусть рабочая область транзистора находится в активном режиме, то есть в области насыщения. В этом случае, мощность, рассеиваемая на коллекторе, можно выразить следующей формулой:

\[P = U_{к} * I_{к}\]

где:
\(P\) - мощность, рассеиваемая на коллекторе,
\(U_{к}\) - напряжение на коллекторе,
\(I_{к}\) - сила тока в коллекторе.

Также мы знаем, что мощность, рассеиваемая на коллекторе, равна 225 мВт, то есть:

\[P = 225 \ мВт = 0,225 \ Вт\]

Для дальнейших расчетов нам понадобится также формула, связывающая напряжение на коллекторе и силу тока в коллекторе. В схеме с общим эмиттером эта формула имеет вид:

\[U_{к} = U_{ce} + U_{be}\]

где:
\(U_{ce}\) - напряжение на коллектор-эмиттер,
\(U_{be}\) - напряжение на база-эмиттер.

Учитывая, что моделируемый транзистор находится в рабочей области, где величина \(U_{be}\) превышает пороговое напряжение включения, мы можем принять \(U_{be}\) равным 0,7 В.

Теперь мы можем приступить к расчетам. Подставим известные значения в формулу для мощности:

\[0,225 \ Вт = U_{к} * I_{к}\]

Теперь нам нужно выразить силу тока в коллекторе через напряжение на коллекторе. Если мы предположим, что величина \(U_{ce}\) максимальна (максимальное напряжение на транзисторе), то сила тока в коллекторе может быть выражена следующим образом:

\[I_{к} = \frac{U_{к}}{R_{к}}\]

где:
\(R_{к}\) - сопротивление коллектора.

Учитывая эту формулу и подставляя в нее значение силы напряжения в коллекторе, мы можем выразить силу тока в коллекторе:

\[I_{к} = \frac{U_{к}}{R_{к}} = \frac{U_{к}}{2 \cdot U_{ce}}\]

Соединяя все вместе, мы получаем следующее:

\[0,225 \ Вт = U_{к} \cdot \left(\frac{U_{к}}{2 \cdot U_{ce}}\right)\]

Подготовим выражение для решения этого квадратного уравнения:

\[U_{к}^2 = 0,45 \cdot U_{ce} \cdot \left(\frac{1}{2}\right)\]

\[U_{к}^2 = 0,225 \cdot U_{ce}\]

После этого возведем обе части уравнения в квадрат:

\[U_{к} = \sqrt{0,225 \cdot U_{ce}}\]

Применяя данную формулу и подставляя значение мощности (\(0,225 \ Вт\)), мы можем найти значение напряжения на коллекторе (\(U_{к}\)).

Более подробный подход к решению данной задачи может потребовать указания значений сопротивления коллектора (\(R_{к}\)) и напряжения на коллектор-эмиттер (\(U_{ce}\)), если такие значения доступны. Также стоит отметить, что ответ может иметь несколько решений, поэтому дополнительные ограничения могут потребоваться для уточнения ответа.