AKADEMIA TECHNICZNO-ROLNICZA w BYDGOSZCZY Instytut Telekomunikacji i Elektrotechniki |
|
ZAKŁAD PODSTAW ELEKTRONIKI |
Imię i nazwisko: |
Laboratorium Elementów i Układów Elektronicznych |
|
Nr ćwiczenia 3 Temat: Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystora bipolarnego. |
1. Tomasz Mioduszewski 2. Radosław Kałaska
Nr grupy: K5 Semestr IV |
Data wyk. ćw. Data oddania spr. Ocena:
99.05.31 99.06.17 |
Instytut: T i E |
1. Cel ćwiczenia
Zapoznanie się z podstawowymi układami polaryzacji oraz stabilizacji punktu pracy tranzystora bipolarnego .
2. Przebieg ćwiczenia.
2.1. Układ zasilania z wymuszonym prądem bazy .
T |
oC |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
IB |
μA |
13,9 |
13,8 |
14,3 |
14,2 |
14,3 |
14,1 |
IC |
mA |
0,32 |
0,35 |
0,42 |
0,47 |
0,52 |
0,55 |
UCE |
V |
11,008 |
10,988 |
10,944 |
10,790 |
10,638 |
10,380 |
a) zależność IB = f ( T ) ,
b) zależność IC = f ( T )
c) zależność UCE = f ( T )
2.2. Układ zasilania ze sprzężeniem kolektorowym
T |
oC |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
IB |
μA |
26,5 |
26,2 |
25,5 |
25,0 |
24,6 |
23,8 |
IC |
mA |
0,85 |
0,92 |
0,98 |
1,04 |
1,10 |
1,14 |
UCE |
V |
9,053 |
8,918 |
8,710 |
8,540 |
8,385 |
8,164 |
zależność IB = f ( T ) .
b) zależność IC = f ( T )
zależność UCE = f ( T )
2.3.Układ z potencjometrycznym zasilaniem bazy.
T |
oC |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
IB |
μA |
23,8 |
23,7 |
23,5 |
23,3 |
23,2 |
23,0 |
IC |
mA |
0,74 |
0,81 |
0,87 |
0,94 |
1,02 |
1,08 |
UCE |
V |
9,952 |
9,712 |
9,478 |
9,234 |
8,999 |
8,773 |
zależność IB = f ( T ) .
b) zależność IC = f ( T ) .
c) zależność UCE = f ( T ) .
2.4. Układ zasilania z kompensacją zmian napięcia U BE
T |
oC |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
IB |
μA |
19,2 |
18,9 |
18,7 |
18,5 |
18,3 |
18,2 |
IC |
mA |
0,94 |
0,96 |
0,98 |
1,01 |
1,03 |
1,06 |
UCE |
V |
9,287 |
9,200 |
9,125 |
9,056 |
8,976 |
8,881 |
a) zależność IB = f ( T ) .
zależność IC = f ( T )
zależność UCE = f ( T )
3. Opracowanie wyników .
4.1. Obliczenia :
4.1.1. Układ zasilania z wymuszonym prądem bazy .
4.1.2. Układ zasilania ze sprzężeniem kolektorowym.
4.1.3. Układ zasilania z kompensacją zmian napięcia UBE .
5. Wnioski.
Powyższe ćwiczenie ilustruje nam podstawowe układy polaryzacji oraz stabilizacje punktu pracy tranzystora bipolarnego. W celu utrzymania stałych wartości prądu i napięcia kolektora stosuje się stabilizację punktu pracy i kompensację upływów czynników zakłócających. Technika stabilizacyjna polega na stosowaniu rezystancyjnych obwodów polaryzacji wstępnej , które umożliwiają zmianę IB tak, by utrzymana była stała wartość IC przy zmieniających się wartościach IC0, β oraz UBE. Technika kompensacyjna polega na stosowaniu przyrządów o działaniu uzależnionym od temperatury , np. tranzystorów , diod , rezystorów itp. , które dostarczają napięć i prądów w celu utrzymania stałego punktu pracy.
W układzie z wymuszonym prądem bazy wartość prądu bazy wynika z zadanych wartości elementów i polaryzacji . Wartości współczynników niestabilności są duże. Wynika stąd , że układ jest niestabilny . Jest to spowodowane dwukrotnym wzrostem IC0 na każde 10 K .
W związku z tym prąd kolektora wzrasta a napięcie UCE maleje. W układzie ze sprzężeniem kolektorowym prąd bazy płynie przez rezystancję , włączoną w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego , które to sprzężenie działa stabilizująco . Przy wzroście temperatury rośnie prąd IC i maleje UCE przez co zmaleje IB zmniejszając odpowiednio prąd kolektora co spowoduje wzrost UCE . Im mniejsza wartość rezystora w pętli sprzężenia zwrotnego tym lepsza stabilizacja. W układzie z potencjometrycznym zasilaniem bazy punkt pracy ustalony jest przez prąd bazy oraz prąd emitera . Baza zasilana jest z dzielnika napięcia a rezystor RE wprowadza ujemne sprzężenie zwrotne - prądowe . Jeśli prąd zmaleje to zmaleje spadek napięcia na RE czyli rośnie UBE a co za tym idzie większy IB i IE . Zapewnia to silne sprzężenie zwrotne wnoszone przez rezystor RE. W układzie z kompensacją zmian napięcia UBE kompensację uzyskuje się dzięki przeciwsobnemu włączeniu diod emiterowych . Zmiany UBE i U0 kompensują się dzięki czemu wartość prądu IC pozostaje stała . Powyższy układ stosuje się dla tranzystorów krzemowych . Przy małym wzroście temperatury największą rolę w niestabilności prądu kolektora odgrywa zmiana napięcia UBE . Wraz ze wzrostem temperatury zaczyna dominować wpływ prądu zerowego kolektora , który rośnie geometrycznie ( dwukrotnie na 10 K ) .