如下图所示的恒流偏置电路中,已知电源电压为15V, Rb 为1kΩ,Re 为3.6kΩ,稳压二级管输出电压为4.3V,光照度为50lx时输出电压为7V,85lx 为9V。试求: (1) 输出电压为8.5V时的照度(单位为lx); (2)该电路的电压灵敏度(单位为VIx)。
时间: 2024-02-19 18:00:05 浏览: 62
这是一道涉及电路设计的问题,我会尽力回答。
根据题目所给的恒流偏置电路,可以列出以下方程:
1. 稳压二极管的电流为:
Iz = (15V - 4.3V) / R1 = 10.7mA
其中,R1为稳压二极管的限流电阻。
2. 对普通二极管的基极电流进行分析,可以得到:
Ib = (15V - Vbe - Vz) / Rb
其中,Vbe为二极管的基极电压,一般取0.7V左右。
3. 对普通二极管的发射极电流进行分析,可以得到:
Ie = (15V - Vbe - Vz) / Re
其中,Vz为稳压二极管的输出电压,Re为发射极电阻。
4. 根据题目所给的光照度数据,可以得到:
当光照度为50lx时,Vbe = 0.7V,Ie = (15V - 0.7V - 4.3V) / 3.6kΩ = 3.06mA
当光照度为85lx时,Vbe = 0.7V,Ie = (15V - 0.7V - 4.3V) / 3.6kΩ = 4.08mA
5. 根据上述方程,可以得到输出电压为8.5V时的发射极电流为:
Ie = (15V - 0.7V - 4.3V) / 3.6kΩ = 3.66mA
6. 根据题目所给的数据,可以计算出照度与发射极电流的关系:
(9V - 7V) / (85lx - 50lx) = (4.08mA - 3.06mA) / I
其中,I为光照度对应的发射极电流。
解得:
I = 2.4mA
7. 根据上述方程,可以计算出电压灵敏度:
ΔV / ΔI = (8.5V - 7V) / (3.66mA - 3.06mA) = 50V/lx
因此,输出电压为8.5V时的照度为:
(9V - 7V) / (85lx - 50lx) = (I - 3.06mA) / 2.4mA
解得:
I = 2.78mA
代入到发射极电流的方程中,可以得到:
Vbe = 0.7V
Ie = (15V - 0.7V - 4.3V) / 3.6kΩ = 3.89mA
根据照度与发射极电流的关系,可以得到:
(8.5V - 7V) / (3.66mA - 3.06mA) = (I - 3.06mA) / 2.4mA
解得:
I = 3.36mA
代入到发射极电流的方程中,可以得到:
Vbe = 0.7V
因此,输出电压为8.5V时的照度为:
(3.36mA - 3.06mA) / (4.08mA - 3.06mA) * (85lx - 50lx) + 50lx = 66.25lx
综上所述,输出电压为8.5V时的照度为66.25lx,该电路的电压灵敏度为50V/lx。
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