ZADANIE 1

W układzie jak na rysunku wyznaczyć wielkości V

CE

, I

C

, I

E

oraz I

B

. Przyjąć, że β = 100 oraz I

P

=10µA.

Rozwiązanie:

Z analizy przedstawionego schematu widać, że I

B

= I

P

. Prąd ten polaryzuje przewodząco złącze

baza-emiter. Z wystarczająco dokładnym przybliżeniem można przyjąć, że V

BE

= 0,7V.

Jeżeli tranzystor pracuje w obszarze aktywnym normalnym, to znaczy że złącze baza-emiter jest

spolaryzowane przewodząco, a baza-kolektor jest spolaryzowane zaporowo. W takim razie

I

C

≈ β · I

B

a to powoduje, że możemy obliczyć prąd I

C

≈ β · I

P

= 100 · 10 µA = 1 mA. Natomiast

obliczenie prądu emitera wymaga podstawienia do wzoru: I

E

= I

C

+I

B

≈ (β + 1) · I

B

≈ (1+1/β) · I

C

czyli

I

E

≈ (β + 1) · I

P

= 1,01 mA

Z równania oczkowego dla strony wyjściowej układu zasilającego tranzystor o postaci

V

CC

= V

CE

+ IC ·R

C

można wyliczyć napięcie V

CE

= V

CC

- I

C

·R

C

V

CE

= 5 V – 1,01 mA · 1 kΩ = 3,99 V

Możemy teraz sprawdzić czy tranzystor rzeczywiście pracuje w obszarze aktywnym

normalnym. W tym celu pozostaje do sprawdzenia czy V

BC

< 0 V lub V

BE

- V

CE

< 0, a w naszym

przypadku 0,7V – 3,99V = - 3,29 V (warunek spełniony).

ZADANIE 2

W układzie jak na rys. wyznaczyć wielkości V

CE

, R

3

oraz V

R3

. Przyjąć, że I

B

jest pomijalnie mały w

porównaniu z prądami płynącymi przez rezystory R

1

oraz R

2

. Przyjąć, że β = 100.

Rozwiązanie:

Jeżeli tranzystor pracuje w obszarze aktywnym normalnym, to znaczy że złącze baza-emiter jest

spolaryzowane przewodząco, a baza-kolektor jest spolaryzowane zaporowo. W takim razie

I

B

≈ β/I

C

a to powoduje, że możemy obliczyć prąd I

B

≈ β / I

C

= 100 /1 mA =10 µA. Natomiast

obliczenie prądu emitera wymaga podstawienia do wzoru: I

E

= I

C

+I

B

≈ (β + 1) · I

B

≈ (1+1/β) · I

C

czyli

I

E

≈ (β + 1) · I

B

= 1,01 mA.

Prąd I

B

jest pomijalnie mały w porównaniu z prądami płynącymi przez rezystory R

1

oraz R

2

, więc

wartość V

R2

wyznaczamy z dzielnika napięciowego R

1

, R

2

.

V

R2

≈ V

CC

·R

2

/( R

1

+ R

2

) ≈ 5V

Wartość V

R2

jest dodatnia i większa niż 0,7 V, więc złącze baza-emiter tranzystora jest

spolaryzowane przewodząco, a jego przybliżona wartość wynosi V

BE

≈ 0,7V.

Wartość V

R2

jest sumą V

R2

= V

BE

+ V

R3

, gdzie spadek napięcia na rezystorze R

3

V

R3

= I

E

·R

3

.

Stąd V

R3

= (1+1/β N ) ·R

3

·I

C

i uwzględniając wyznaczamy V

R2

- V

BE

= (1+1/β N ) ·R

3

·I

C

Stąd

R

3

= (V

R2

- V

BE

) / [(1+1/β) ·I

C

] ≈ (5V – 0,7V) / (1,01 ·1mA) ≈ 4,3 kΩ

Z zal. V

R3

= I

E

·R

3

obliczamy wartość V

R3

≈ 4,3 V

Wartość V

CE

wyznaczamy z równania oczkowego:

V

CE

= V

CC

- I

C

·R

C

- V

R3

= V

CC

- I

C

·R

C

- I

E

·R

3

= V

CC

- I

C

·[R

C

+ (1+1/β)·R

3

] ≈ 2,7 V

Możemy teraz sprawdzić czy tranzystor rzeczywiście pracuje w obszarze aktywnym

normalnym. V

BC

≈ 0,7 V – 2,7V = -2 V < 0 V. Złącze baza-kolektor jest spolaryzowane zaporowo, a

złącze baza-emiter - przewodząco.

ZADANIE 3

W układzie jak na rys. a wyznaczyć stosując przekształcenie układu potencjometrycznego w układ

zastępczy przedstawiony na rysunku b) wielkości: V

CE

, R

3

oraz V

R3

. Przyjąć, że I

B

jest pomijalnie mały

w porównaniu z prądami płynącymi przez rezystory R

1

oraz R

2

. Przyjąć, że β = 100.

po przekształceniu

a)

układ potencjometryczny b) układ zastępczy

Rozwiązanie:

Jeżeli tranzystor pracuje w obszarze aktywnym normalnym, to znaczy że złącze baza-emiter jest

spolaryzowane przewodząco, a baza-kolektor jest spolaryzowane zaporowo. W takim razie

I

B

≈ β/I

C

a to powoduje, że możemy obliczyć prąd I

B

≈ β / I

C

= 100 /1 mA =10 µA. Natomiast

obliczenie prądu emitera wymaga podstawienia do wzoru: I

E

= I

C

+I

B

≈ (β + 1) · I

B

≈ (1+1/β) · I

C

czyli

I

E

≈ (β + 1) · I

B

= 1,01 mA.

Prąd I

B

jest pomijalnie mały w porównaniu z prądami płynącymi przez rezystory R

1

oraz R

2

, więc

wartość V

B

wyznaczamy z dzielnika napięciowego R

1

, R

2

.

V

B

≈ V

CC

·R

2

/( R

1

+ R

2

) ≈ 5V

Rezystancja zastępcza R

B

obliczona została jako równoległe połączenie rezystorów R

1

i R

2

, czyli

R

B

= R

1

·R

2

/( R

1

+ R

2

)= 5 kΩ.

Wartość V

B

jest dodatnia i większa niż 0,7 V, więc złącze baza-emiter tranzystora jest

spolaryzowane przewodząco, a jego przybliżona wartość wynosi V

BE

≈ 0,7V.

Wartość V

B

jest sumą V

B

= V

BE

+ I

B

·R

B

+ V

R3

, gdzie spadek napięcia na rezystorze R

3

można obliczyć z

zależności V

R3

= V

B

– (V

BE

+ I

B

·R

B

), którą można uprościć do postaci V

R3

≈ V

B

– V

BE

, ponieważ I

B

·R

B

≈0

Stąd

R

3

= (V

B

- V

BE

) / [(1+1/β) ·I

C

] ≈ (5V – 0,7V) / (1,01 ·1mA) ≈ 4,3 kΩ

Z zal. V

R3

= I

E

·R

3

obliczamy wartość V

R3

≈ 4,3 V

Wartość V

CE

wyznaczamy z równania oczkowego:

V

CE

= V

CC

- I

C

·R

C

- V

R3

= V

CC

- I

C

·R

C

- I

E

·R

3

= V

CC

- I

C

·[R

C

+ (1+1/β)·R

3

] ≈ 2,7 V

Możemy teraz sprawdzić czy tranzystor rzeczywiście pracuje w obszarze aktywnym

normalnym. V

BC

≈ 0,7 V – 2,7V = -2 V < 0 V. Złącze baza-kolektor jest spolaryzowane zaporowo, a

złącze baza-emiter - przewodząco.