background image

 

 

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA 

im. Stanisława Staszica w Krakowie 

WYDZIAŁ INŻYNIERII 

MECHANICZNEJ I ROBOTYKI 

KATEDRA ROBOTYKI I 

MECHATRONIKI 

 

 

 

 

 

Elektronika w mechatronice 

Tranzystor bipolarny - układ wspólny emiter w 

szczegółach. 

Sprawozdanie 4 

 

 

 

 

 

Marek Miodunka, Tomasz Strzałka  

Projektowanie Mechatroniczne, WIMiR 

 

 

 

background image

 

Układ ze wspólnym emiterem 

Układ zamodelowany w programie LTspice 

 

Wstępnie przyjęte parametry to: 

𝐶

1

= 𝐶

2

= 10 𝜇𝐹,  𝑅

1

= 2𝑘𝛺, 𝑅

2

= 650𝛺,  𝑅

𝐿

= 80𝑘𝛺, 𝑅

𝐸

= 1000𝛺,  𝑉

𝑐𝑐

= 10 𝑉 

 

R

1

 i V

cc 

są to wartości podane w założeniach przez prowadzącego. Pozostałe wartości zostały 

dobrane wstępnie w celu przeprowadzenia symulacji. 

Obliczenie wartości elementów układu 

Założenia: 

𝑉

𝑅𝐸

= 1𝑉 

𝑖

𝐶𝑚𝑎𝑥

=

𝑉

𝑐𝑐

− 𝑉

𝑅𝐸

𝑅

1

=

10 − 1

2000

= 4,5 𝑚𝑉 

Iteracyjnie powtarzając symulację dobrano parametry poszczególnych elementów: 

𝑅

2

= 377𝛺,  𝑅

𝐿

= 1000 𝛺, 𝑅

𝐸

= 222 𝛺 

Na poniższym wykresie można zaobserwować, że wartości V

RE 

i i

Cmax

 są zbliżone do przyjętych 

w założeniach. 

background image

 

Korzystając z pozostałych wzorów wyliczono: 

𝑉

𝐶𝐶

= 𝑉

𝐶𝐸

= 10 𝑉 (𝑤𝑠𝑝ó𝑙𝑛𝑒) 

  𝐼

𝐶

(𝑞) =

𝑉

𝐶𝐶

− 𝑉

𝑅𝐸

2𝑅

1

=

10 − 1

2 ∙ 2000

= 2,25 𝑚𝑉 

  𝑅

𝐸

=

𝑉

𝑅𝐸

𝐼

𝐸

(𝑞)

=

1

0,0045

= 222 𝛺 

Prąd bazy odczytany dla h

FE

 = 298 wynosi: I

= 12,72 µA 

R

i R

2

 obliczone z danych otrzymanych z symulacji: 

𝑅

1

=

𝑉

𝐶𝐶

− (𝑉

𝑅𝐸

+ 𝑉

𝐵𝐸

)

𝐼

𝐷

+ 𝐼

𝐵

=

10𝑉 − (1,0019𝑉 + 1,6808𝑉)

4,58𝑚𝐴 + 12,72𝜇𝐴

=  2325𝛺 

  𝑅

2

=

𝑉

𝑅𝐸

+ 𝑉

𝐵𝐸

𝐼

𝐷

=

1,0019 + 1,6808

4,58𝑚𝐴

=  586𝛺 

 

 

background image

Porównanie sygnału wejściowego i wyjściowego w analizie czasowej 

Dla  napięcia  sinusoidalnego  o  amplitudzie  0.1  V  i  częstotliwości  1  kHz  przeprowadzono 
symulację  w  dziedzinie  czasu.  Otrzymano  wykres  napięcia  na  wejściu  układu(zielony)  i 
wyjściu(niebieski): 

 

Porównując powyższe wykresy zauważono, że napięcie wyjściowe jest około 5 razy większe 
od wejściowego oraz że sygnał jest niezniekształcony lecz jedynie odwrócony. 

Wybór realnych komponentów 

Na  podstawie  układu  teoretycznego,  dobrano  wartości  elementów  zgodne  z  notami 
katalogowymi. 

𝐶

1

= 𝐶

2

= 10 𝜇𝐹,  𝑅

1

= 2 𝑘𝛺, 𝑅

2

= 330 𝛺,  𝑅

𝐿

= 1000 𝛺, 𝑅

𝐸

= 220 𝛺 

Wyniki symulacji przyjmują postać: 

 

Otrzymane wyniki nie różnią się znacząco od wyników otrzymanych wcześniej. Należy wziąć 
pod uwagę, że rzeczywiste elementy mają tolerancje swoich wartości sięgające do +/- 10%. 

background image

Wnioski 

 

Układ ze wspólnym emiterem to jeden z podstawowych układów wzmacniaczy sygnału 
charakteryzujący się wysokim wzmocnieniem napięciowym, a wzmocnienie prądowe 
jest również znacznie większe od jedności 

 

Przy  odpowiednim  doborze  parametrów  elementów  jesteśmy  w  stanie  osiągnąć 
niezniekształcony sygnał wyjściowy 

 

Otrzymany sygnał ma przeciwną i przeskalowaną amplitudę (wzmocnienie sygnału), 
brak zmian w fazie 

 

W  większości  przypadków  możliwy  jest  dobór  elementów  elektronicznych  tak,  aby 
rzeczywisty układ działał jak symulowany 

 

Układ  rzeczywisty  może  cechować  się  pewnym  błędem  wynikającym  z  tolerancji 
samych elementów elektronicznych