Tranzystory bipolarne
1
Tranzystory bipolarne
Zad. 4.1
W tranzystorze p-n-p pracujÄ…cym w zakresie aktywnym normalnym
dla prądu emitera IE1 = 0.6 mA otrzymano z pomiarów prąd
kolektora IC1 = -0.598 mA , zaÅ› dla prÄ…du IE2 = 1 mA otrzymano
IC2 = -0.994 mA .
Obliczyć wartość prądu kolektora dla prądu bazy IB3 = 10 źA .
Zad. 4.2
Przy prądzie IC = 10 mA współczynnik wzmocnienia prądowego
tranzystora wynosi ² = 120 , zaÅ› napiÄ™cie na zÅ‚Ä…czu baza-emiter,
UBE = 670 mV . Dobrać wartość rezystancji RB i RK w układzie
polaryzacji pokazanym na rys. 4.4, aby zapewnić punkt pracy
tranzystora: IC = 10 mA , UCE = 5 V .
Pominąć prądy zerowe tranzystora. Przyjąć E = 10 V .
RK
RB
uCE
E
Rys. 4.4
Zad. 4.3
Dla tranzystora z poprzedniego zadania obliczyć wartość
R1, R2, RK w układzie podanym na rysunku, zapewniając punkt
pracy IC = 10 mA , UCE = 5 V . Przyjąć E = 10 V ,
R1 + R2 = R = 100 k© .
Tranzystory bipolarne
2
iC
i1
E
RK
R1
Dane:
A
UBE = 670mV
iB
i2
² = 120
uCE
R2
B
Rys. 4.6
Zad. 4.4
Obliczyć prądy bazy i kolektora oraz napięcie między kolektorem
i emiterem w układach przedstawionych na rys. 4.7
Przyjąć, że tranzystory pracują w zakresie aktywnym normalnym
a) b)
E i1 E
RK RK
RB R1
iB
i2
uCE uCE
R2
c) Dane:
UBE = 0.7 V
E
RK E = 6 V
R1
² = 80
iB
RK = 500 ©
uCE
RB = 50 k©
R2
R1 = 100 k©
RE
R2 = 30 k©
Rys. 4.7
RE = 200 ©
Zad. 4.5
Obliczyć wartość rezystora RC w układzie jak na rys. 4.10.
Charakterystyki statyczne tranzystora przedstawiono na rys. 4.11.
Tranzystory bipolarne
3
a)
iB
E = 11 V
RK
RB = 10 k©
uBE
1 V
b)
iC iB3 = 3 mA
300 mA
uCE = 9 V
iB2
uBE
200 mA
iB1 = 1 mA
100 mA
uCE
Rys. 4.10 Rys. 4.11
Zad. 4.6
Jak zmieni się napięcie na złączu baza emiter tranzystora pracującego
w obszarze aktywnym normalnym w temperaturze T = 300 K jeśli
prąd bazy wzrośnie dwukrotnie ?
Zad. 4.7
Dla układu podanego na rys. 4.12 określić zakres rezystancji RB dla
którego tranzystor pozostaje w zakresie aktywnym. (obszar
zakreskowany na rys. 4.13)
Dane:
RK = 1 k©
E = 6V
² = 100
UBE = 0.7 V
iC B
A
E
RK
RB
R
E
C
iCZ
E
uCE
Rys. 4.12 Rys. 4.13
Tranzystory bipolarne
4
Zad. 4.8
Obliczyć spadek napięcia na rezystorze RK w układzie jak na
rys. 4.13, dla
a) RB = 10 k©
b) RB = 500 k©
RK
RB
Dane:
RK = 14 ©
E
² = 100
E = 9 V
uBE
Rys. 4.14
Zad. 4.9
WiedzÄ…c, że parametr ² tranzystora wynosi 100, obliczyć wartoÅ›ci
parametrów dwuelementowego modelu małosygnałowgo tego
tranzystora dla małych częstotliwości w układach pokazanych na
rysunkach.
Dane:
E1 = 6 V, E2 = 10 V, I = 10 źA,
RB = 10 k©, R1 = 30 k©, R2 = 20 k©
a) b)
I
RB
E1
E1
c)
R1
R2 E2
Rys. 4.14
Tranzystory bipolarne
5
Zad. 4.10
Dla tranzystora npn pracującego w konfiguracji WE wyznaczyć
elementy macierzy [h] oraz [y] dla wartości prądu bazy iB = 100 źA .
Przyjąć T = 400 K , ² = 100 .
Zad. 4.11
Dla idealnego tranzystora bipolarnego przy częstotliwości f = 1 MHz
zmierzono admitancję wejściową w konfiguracji WB i WE,
otrzymujÄ…c
h11b = 5 Å"10-2 + j 10-3 [S]
h11e = 5 Å"10-4 + j 1.1Å"10-3 [S]
Ce, Cc
Wyznaczyć pojemności oraz współczynnik hfe dla
częstotliwości f = 2 MHz .
Zad. 4.12
Tranzystor pracuje w układzie przedstawionym na rys. 4.18. Przy
ustalonej polaryzacji (IB, UCE) impedancja wejściowa Zwe
tranzystora przy częstotliwości f1 = 3 MHz wynosi.
Zwe (f1) = 1.6 - j 1.2 [k©]
IB
UCE
Zwe
Rys. 4.18
Znalez
ć impedancję Zwe dla f2 = 8 MHz przy tej samej polaryzacji.
Tranzystory bipolarne
6
Zad. 4.13
Tranzystor bipolarny (idealny) pracuje w układzie w jak na rys. 4.20a.
Model małosygnałowy układu przedstawiono na rys. 4.20b. Obliczyć
wartość rezystancji R. Przyjąć: T = 300 K , É 0.
a)
ib = 10 źA Å" sin Ét
IB
E = 10 V
R
UCE = 4 V
0.7 V
b)
Ic = 0.5 mA
rbe = 2.5 ©
Ib = 10 źA
R
Rys. 4.20
Zad. 4.14
Tranzystor idealny bezinercyjny pracuje w układzie jak na rys. 4.21.
Obliczyć składową stałą napięcia na rezystorze R wiedząc, że:
IB = 1 mA
Ib = 4 źA
É = ɲ = 106 rad
R = R0 = 10 ©
+ 10 V
R
UR = ?
C = "
IB + Ib Å"sinÉt
UCE = ? R0
Uwyj = -1 mV Å" sinÉt
Rys. 4.21
Tranzystory bipolarne
7
Zad. 4.15
W układzie z rys. 4.23 obliczyć składową stałą i zmienną napięcia
uCE oraz wzmocnienie napięciowe dla sygnałów m.cz., dla trzech
wartości prądu polaryzującego IB:
a) IB = 5 źA , b) IB = 40 źA , c) IB = 100 źA
Założyć, że kondensator C stanowi zwarcie dla sygnału zmiennego.
Dane:
E = 15 V
RK
IB
Ug = 10 mV Å" sinÉt
Rg
Rg = 600 ©
C = "
E
RK = 1 k©
uCE
² = 200
Ug ² = 200
É 0
Rys. 4.23
Zad. 4.16
W układzie jak na rysunku 4.25a obliczyć składową stałą i zmienną
napięciauwy , wzmocnienie napięciowe oraz punkt pracy tranzystora.
CharakterystykÄ™ diody Zenera pokazano na rysunku 4.25b.
Dane:
I0 = 10 źA
² = 100
R = 1 k©
E = 15 V
C = "
UZO = -3,9 V
Um = 1 mV (m.cz.)
a) b) i
I0
UZO
R E - 4.4 V
+"+"
u
C
uWY
uD - 5 mA
Um sin Ét
Rys. 4.25
Tranzystory bipolarne
8
Zad. 4.17
Naszkicować przebieg iC(t) oraz uCE(t) w układzie z rys. 4.27a
pobudzonym przebiegiem iB(t) pokazanym na rys. 4.27b.
RC = 1 k©
a) b)
iB[mA]
0.3
E = 10 V t[s]
iB(t)
10
² = 100
Rys. 4.27
Zad. 4.18
Narysować przebieg uCE(t) w układzie jak na rys. 4.29a. Przebieg
uWE(t) podano na rys. 4.29b.
Dane: UBE = 0.7 V , ² = 50
a) b)
RK = 1 k©
uWE[V]
5
RB = 40 k©
E = 10 V
uWE(t)
uCE(t)
t[s]
5
10
15
Rys. 4.29
Zad. 4.19
Wyznaczyć przebieg uWY(t) w układzie z rys. 4.31a gdy dane jest
pobudzenie uWE(t) przedstawiono na rys. 4.31b.
Dane: ² = 100 , uBE = 0.6 V
a) b)
uWE[V]
2
RB = 20 k©
E = 10 V
0.5
t[s]
uWY
uWE(t)
24
RE = 100 ©
Rys. 4.31