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

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.

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

B

= 12,72 µA

R

1

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

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%.

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