MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Andrzej Majer
Wykonywanie pomiarów w układach analogowych
311[46].O2.03
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
mgr in\
. Zbigniew Eliasz
mgr in\
. Dariusz Główczak
Opracowanie redakcyjne
mgr in\
. Andrzej Majer
Konsultacja:
mgr in\
. Ryszard Dolata
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[46].O2.03.
,,Wykonywanie pomiarów w układach analogowych , zawartego w programie nauczania dla
zawodu technik automatyk sterowania ruchem kolejowym.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 4
3. Cele kształcenia 5
4. Materiał nauczania 6
4.1. Elementy półprzewodnikowe 6
4.1.1. Materiał nauczania 6
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 17
4.1.3. Ćwiczenia 18
4.1.4. Sprawdzian postępów 20
4.2. Wzmacniacze tranzystorowe 21
4.2.1. Materiał nauczania 21
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 27
4.2.3. Ćwiczenia 27
4.2.4. Sprawdzian postępów 29
4.3. Wzmacniacze operacyjne 30
4.3.1. Materiał nauczania 30
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 33
4.3.3. Ćwiczenia 34
4.3.4. Sprawdzian postępów 36
4.4. Generatory 37
4.4.1. Materiał nauczania 37
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 40
4.4.3. Ćwiczenia 41
4.4.4. Sprawdzian postępów 43
4.5. Zasilacze 44
4.5.1. Materiał nauczania 44
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 47
4.5.3. Ćwiczenia 47
4.5.4. Sprawdzian postępów 49
5. Sprawdzian osiągnięć ucznia 50
6. Literatura 56
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o układach analogowych, oraz
ukształtowaniu umiejętności z zakresu wykonywania pomiarów w układach analogowych.
W poradniku znajdziesz:
- wymagania wstępne  wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć ukształtowane, aby
bez problemów korzystać z poradnika,
- cele kształcenia  wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
- materiał nauczania  wiadomości teoretyczne niezbędne do osiągnięcia zało\
onych celów
kształcenia i opanowania umiejętności zawartych w jednostce modułowej,
- zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić czy opanowałeś określone treści,
- ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
twoje umiejętności praktyczne,
- sprawdzian postępów,
- sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań; zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,
- literaturÄ™.
311[46].O2
Obwody elektryczne i układy elektroniczne
311[46].O2.01
Wykonywanie pomiarów w obwodach prądu
stałego
311[46].O2.02
Wykonywanie pomiarów w obwodach prądu
przemiennego
311[46].O2.04
311[46].O2.03
Wykonywanie pomiarów w układach Wykonywanie pomiarów w układach cyfrowych
analogowych
311[46].O2.05
Dobieranie układów sterowania i regulacji
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- korzystać z ró\
nych z
ródeł informacji,
- posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu elektrotechniki,
- stosować podstawowe prawa elektrotechniki w obwodach prądu stałego i przemiennego,
- stosować jednostki układu SI, przeliczać jednostki,
- wykonywać wykresy funkcji,
- obliczać wartości wielkości elektrycznych w prostych obwodach prądu stałego
i przemiennego z elementami biernymi,
- wykonywać pomiary w obwodach elektrycznych z elementami biernymi,
- współpracować w grupie,
- znać przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo\
arowej i ochrony
środowiska,
- obsługiwać komputer.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- wyjaśnić podstawowe zjawiska zachodzące w złączu PN,
- rozró\
nić elementy półprzewodnikowe,
- scharakteryzować podstawowe parametry elementów i układów analogowych,
- scharakteryzować metody wytwarzania podstawowych elementów w technologii scalonej
i dyskretnej,
- wyjaśnić zachowanie się diody i tranzystora w obwodach prądu stałego i przemiennego,
- dokonać pomiaru w obwodach z elementami półprzewodnikowymi,
- scharakteryzować zadania prostowników, zasilaczy,
- rozró\
nić i scharakteryzować rodzaje generatorów,
- określić wielkości charakterystyczne dla wzmacniaczy, generatorów, zasilaczy
i stabilizatorów prądu i napięcia,
- zastosować zasady BHP przy pomiarach.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. Elementy półprzewodnikowe
4.1.1. Materiał nauczania
Podział materiałów stałych
Materiały pod względem przewodnictwa elektrycznego dzielimy na: przewodniki,
izolatory i półprzewodniki. Podstawą takiego podziału jest pasmowy model energetyczny
atomu (rys. 1).
pasmo przewodnictwa
pasmo zabronione
"W
pasmo podstawowe
Rys. 1. Pasmowy model energetyczny atomu [opracowanie własne]
W ciałach stałych istnieją trzy pasma: podstawowe, przewodnictwa i zabronione.
W paśmie podstawowym elektrony są związane z atomami, a w paśmie przewodnictwa mogą
swobodnie poruszać się między nimi. Pasmo zabronione znajduje się miedzy podstawowym
i przewodnictwa. Jego szerokość zale\
y od rodzaju materiału. W izolatorach pasmo
zabronione jest szerokie ("W > 2 eV), w półprzewodnikach wę\
sze (0 < "W < eV),
a w przewodnikach (metalach) nie istnieje ("W d"0 ). MiarÄ… energii W, elektronu jest
elektronowolt [eV]. Jeden eV jest energią uzyskaną przez elektron, pokonujący drogę między
punktami o ró\
nicy potencjałów 1 V, (1 eV = 1,602 · 10-19 J).
Materiały półprzewodnikowe stosowane w elektronice to głównie krzem, german
i arsenek galu. Krzem ma cztery elektrony na ostatniej powłoce (walencyjne), które mogą
tworzyć wiązania chemiczne. Elektrony walencyjne w czystym półprzewodniku, mogą zostać
Å‚atwo uwolnione i przeniesione z pasma podstawowego do przewodnictwa, na skutek
dostarczenia energii z zewnątrz (cieplnej, świetlnej lub promieniowania
elektromagnetycznego). Ka\
dy uwolniony z wiązań elektron pozostawia dodatnio
naładowany jon i miejsce zwane dziurą, traktowane pod względem elektrycznym jak elektron
o Å‚adunku dodatnim.
Półprzewodniki samoistne czterowartościowe nie zawierają domieszek innych
pierwiastków. Uporządkowany ruch swobodnych elektronów i dziur (przepływ prądu),
w półprzewodniku samoistnym, pod wpływem przyło\
onego zewnętrznego napięcia nazywa
siÄ™ przewodzeniem samoistnym (rys. 2).
promieniowanie
- - elektron
_
+ - dziura
+
+
Si Si Si Si
+
+ +
- - -
-
kierunek ruchu elektronów
Rys. 2. Proces przewodzenia prądu w półprzewodniku samoistnym [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
Energia W
Przewodnictwo półprzewodników, w przeciwieństwie do metali, wzrasta ze wzrostem
temperatury.
Półprzewodniki niesamoistne mają domieszki innych pierwiastków. Dodanie
pierwiastka 5-wartościowego np. fosforu, spowoduje łatwe uwolnienie z wiązań piątego
elektronu fosforu. Taki półprzewodnik domieszkowany, w którym nośnikami ładunku są
swobodne elektrony nazywa się półprzewodnikiem typu N (rys. 3a).
Dodanie pierwiastka 3-wartościowego np. boru, spowoduje brak czwartego elektronu,
niekompletne wiązanie, a więc dziurę. Taki półprzewodnik domieszkowany, w którym
nośnikami ładunku są dziury nazywa się półprzewodnikiem typu P (rys. 3b).
a) b)
-
- elektron
- - - + + +
+ -
+ - +
- dziura
+
- - -
+ +
- - + +
+
- donor
+ -
- +
- - + -
+
+
- - akceptor
Rys. 3. Półprzewodniki: a) typu N, b) typu P [opracowanie własne]
W półprzewodnikach typu N obok ruchomych elektronów, powstają nieruchome jony
dodatnie zwane donorami.
W półprzewodnikach typu P obok ruchomych dziur, powstają nieruchome jony ujemne
zwane akceptorami.
ZÅ‚Ä…cze PN
Złącze PN to warstwa powstająca w obszarze styku dwóch półprzewodników P i N
(rys.4)
N P
- +
- - +
+
+ -
+ -
+
-
- - +
+
+ - +
- + -
+
-
Rys. 4. Złącze PN [opracowanie własne]
W momencie zetknięcia półprzewodników, elektrony przenikają z obszaru N do P, gdzie
są absorbowane przez nie obsadzone powłoki walencyjne półprzewodnika P. Podobnie dziury
przechodzÄ… z P do N, gdzie zanikajÄ…. W wyniku tego w obszarze styku, maleje koncentracja
ruchomych nośników ładunków elektrycznych. Jony dodatnie w obszarze N i ujemne
w obszarze P, tworzą ró\
nicę potencjałów tzw. barierę potencjałów, przeciwdziałającą
dalszemu przechodzeniu nośników. Warstwę graniczną złącza nazywa się warstwą zaporową.
Warstwa zaporowa wykazuje właściwości elektryczne zbli\
one do izolatorów. Układ
dobrze przewodzących obszarów P i N rozdzielony warstwą izolacyjną, wykazuje
właściwości kondensatora. Pojemność złącza PN zale\
y od szerokości warstwy zaporowej.
Polaryzacja złącza PN
Szerokość warstwy zaporowej zale\
y od zewnętrznego napięcia, doprowadzonego
do złącza (polaryzacji złącza).
Polaryzacja w kierunku przewodzenia (rys. 5a), powoduje spadek rezystancji złącza.
Kierunek przewodzenia uzyskuje się przez dołączenie  + napięcia U do obszaru P, a  - do
obszaru N. Pod wpływem przyło\
onego napięcia U w kierunku przewodzenia, warstwa
zaporowa zawÄ™\
a się i płynie przez złącze prąd przewodzenia I (rys. 6).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
Polaryzacja w kierunku zaporowym (rys. 5b), powoduje wzrost rezystancji złącza.
Kierunek zaporowy uzyskuje się przez dołączenie  + napięcia U do obszaru N, a  - do
obszaru P. Pod wpływem przyło\
onego napięcia U w kierunku zaporowym, warstwa
zaporowa poszerza się. Przez złącze płynie niewielki prąd wsteczny I (rys. 6).
a) b)
U U
I I
N P N P
- + - +
+ +
- - + -
+ - - +
- +
+ - + -
+
- - +
+ -
+
+ +
-
+
+ - + -
- - + - -
- +
- + +
- - +
Rys. 5. Polaryzacja złącza: PN a) kierunek przewodzenia, b) kierunek zaporowy [opracowanie własne]
I
kierunek
przewodzenia
U
kierunek
zaporowy
Rys. 6. Charakterystyka prądowo-napięciowa złącza PN [opracowanie własne]
Diody półprzewodnikowe
Dioda półprzewodnikowa to element elektroniczny, zawierający jedno złącze PN,
z dwiema końcówkami, anodą A i katoda K. Ze względu na konstrukcję wytwarzane są
diody: ostrzowe o małej powierzchni złącza (rys. 7a), oraz warstwowe o du\
ej powierzchni
złącza (rys. 7b). Ze względu na materiał, mogą być, np.: krzemowe, germanowe, z arsenku
galu. W zale\
ności od zastosowania: prostownicze, impulsowe, stabilizacyjne (Zenera),
pojemnościowe, tunelowe, detekcyjne, mieszające, fotodiody i elektroluminescencyjne.
a) b)
A A
SiO2
P
P
N
N
N+
K
K
Rys.7. Sposoby wytwarzania diod: a) ostrzowej, b) warstwowej [opracowanie własne]
Metody wytwarzania diod półprzewodnikowych
Diody ostrzowe (rys. 7a) wykonuje siÄ™ przez wtopienie ostrza metalowego do
półprzewodnika typu N. W procesie tym, pod ostrzem tworzy się miniaturowy obszar typu P.
Diody warstwowe (rys. 7 b) uzyskuje się metodą epitaksjalno-planarną. Na podło\
u
z silnie domieszkowanej warstwy N+ osadza się warstwę epitaksjalną, słabo
domieszkowanego półprzewodnika typu N. Następnie na wierzchu wytwarza się cienką
warstwę izolacyjną z dwutlenku krzemu SiO2. Przez otwór wytrawiony w warstwie
izolacyjnej, wprowadza siÄ™ domieszki dajÄ…ce obszar typu P.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Dioda prostownicza jest elementem, który stosuje się do zamiany prądu przemiennego
na prąd jednokierunkowy pulsujący. Przez diodę płynie prąd tylko w jednym kierunku, kiedy
do anody przyło\
ymy wy\
szy potencjał ni\
do katody.
Podstawowymi parametrami diody prostowniczej sÄ…:
U(TO)  napiÄ™cie progowe (0,6÷0,8 V dla diod krzemowych),
U(BR)  napięcie przebicia,
IFmax  dopuszczalny prÄ…d przewodzenia,
UFmax  dopuszczalne napięcie przewodzenia.
a) b)
IF t=75oC
t=25oC
IFmax
UR U(BR)
A K UFmax UF
U(TO)
IR
Rys. 8. Dioda prostownicza: a) symbol, b) charakterystyka prądowo-napięciowa [opracowanie własne]
NapiÄ™cie progowe dla diod germanowych wynosi 0,2÷0,3 V, dla diod Å›wiecÄ…cych
1,6÷2,5 V, dla diod mocy okoÅ‚o 1,1 V.
Charakterystyki diod prostowniczych w znacznym stopniu zale\
Ä… od temperatury (rys. 8b).
Dioda impulsowa (przełączająca), stosowana do przełączania i selekcji impulsów
o bardzo krótkich czasach trwania, powinna działać bez opóz
nień i zniekształceń.
Rzeczywiste czasy przełączania są rzędu nanosekund. Jako diody impulsowe stosuje się diody
ostrzowe, które charakteryzują się mniejszą obcią\
alnością prądową ni\
warstwowe, ale te\

mniejszą pojemnością złącza i tym samym krótszym czasem przełączania. Równie\

stosowane sÄ… szybkie diody Schottky ego.
Dioda tunelowa nale\
y do diod szybkich, więc znalazła zastosowanie we
wzmacniaczach szerokopasmowych o du\
ej górnej częstotliwości granicznej, oraz
w generatorach wielkiej częstotliwości, które wykorzystują ujemną rezystancję diody (rys. 9).
a) b)
IF
zjawisko ujemnej rezystancji
- ze wzrostem napięcia
prÄ…d maleje
A K
UF
Rys. 9. Dioda tunelowa: a) symbol, b) charakterystyka prądowo-napięciowa w kierunku przewodzenia
[opracowanie własne]
Diody detekcyjne i mieszajÄ…ce wykonywane sÄ… jako ostrzowe krzemowe i germanowe
oraz Schottky ego. Pracują w układach detekcji i mieszania przy częstotliwościach rzędu
gigaherców.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
Dioda Zenera jest diodÄ… stabilizacyjnÄ… lub ograniczajÄ…cÄ…. Przy polaryzacji w kierunku
zaporowym, charakteryzuje się niewielkimi zmianami napięcia przy du\
ych zmianach prÄ…du
(rys.10).
a) b)
UR
UZmaxU UZmin
Z
IZmin
IZ
Ptot
A K
IZmax
IR
Rys. 10. Dioda Zenera: a) symbol, b) charakterystyka prądowo-napięciowa [opracowanie własne]
Podstawowymi parametrami diody Zenera sÄ…:
UZ  napięcie stabilizacji (Zenera),
IZ  prÄ…d stabilizacji (Zenera),
Ptot  dopuszczalna moc strat.
Dioda Zenera wykorzystywana jest do utrzymania stałej wartości napięcia
w stabilizatorach i wzorcach napięcia. Typowym sposobem ograniczania wartości prądu IZ,
jest włączenie rezystora szeregowo z diodą Zenera.
Dioda pojemnościowa zwana czasami warikapem lub waraktorem, pracuje przy
polaryzacji zaporowej. Charakteryzuje się zmianami pojemności w funkcji przyło\
onego
napięcia (rys.11). Zachowuje się jak kondensator o pojemności regulowanej napięciem.
Stosowana jest np. do przestrajania obwodów rezonansowych w odbiornikach radiowych
i telewizyjnych. Podstawowym parametrem diody pojemnościowej jest pojemność złącza
C (minimalna i maksymalna pojemność) przy zmianach napięcia wstecznego UR.
a) b) C
K
A
UR
Rys. 11. Dioda pojemnościowa: a) symbol, b) charakterystyka pojemnościowo-napięciowa [opracowanie własne]
Tyrystory i triaki
Tyrystor jest elementem półprzewodnikowym czterowarstwowym PNPN (rys.12b).
W praktyce pełni rolę elektronicznego przełącznika, który przewodzi lub nie przewodzi prąd.
Tyrystor ma trzy elektrody: anodę A, katodę K i bramkę G (rys. 12a). Załączenie tyrystora
następuje w wyniku przepływu prądu IG przez bramkę. Im jest mniejsze napięcie między
anodą i katodą, tym większy musi być prąd bramki (rys.12c). Po załączeniu tyrystor
zachowuje siÄ™ podobnie jak dioda prostownicza, przewodzi prÄ…d jednokierunkowo od anody
do katody. Wyłącznie tyrystora następuje dopiero wtedy, gdy przez bramkę nie płynie prąd
i jednocześnie napięcie między anodą i katodą UAK, spadnie do napięcia, przy którym prąd IA
zmniejszy siÄ™ poni\
ej wartości prądu podtrzymania przewodzenia IH. Wtedy tyrystor
odzyskuje właściwości blokowania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
a) b) c)
IA
A
IG4>IG3>IG2>IG1
IG4
G (bramka)
P
N
IG3
IG2 IG1
IH
G
P
UAK
A K N
K
Rys. 12. Tyrystor: a) symbol, b) budowa, c) charakterystyka prądowo-napięciowa przy ró\
nych prÄ…dach bramki
IG [opracowanie własne]
Gdy tyrystor stosuje się w obwodach prądu przemiennego, wówczas wyłączenie odbywa
się automatycznie po zmianie polaryzacji napięcia anodowego (rys. 13). Tyrystory znajdują
zastosowanie w układach prostowników sterowanych, jako regulatory mocy dostarczanej do
odbiorników np., w regulatorach prędkości obrotowej silników, w układach przerywaczy
prądu stałego, w automatyce jako elektroniczne wyłączniki (styczniki). Do wytworzenia
prądu bramki stosuje się tzw. układy zapłonowe, które dostarczają najczęściej krótkie impulsy
prądowe o amplitudzie wystarczającej do załączenia tyrystora.
Najwa\
niejszym parametrem tyrystora jest prąd przełączający bramki IG przy określonym
napięciu między anodą i katodą UAK.
a) b)
UZ
t
I
M
IG
IG
t
Gen.
UZ
UAK
imp.
I
t
Rys. 13. Tyrystor: a) układ sterowania prędkością obrotową silnika, b) przebiegi czasowe napięcia i prądu
[opracowanie własne]
Triak nazywany jest tyrystorem symetrycznym (rys.14). Zachowuje się jak układ dwóch
tyrystorów połączonych  antyrównolegle . Triak jest załączany impulsem prądu bramki.
Przewodzi między anodą i katodą w obu kierunkach. Stosowany jest do regulacji mocy
dostarczanej do odbiorników prądu przemiennego np. regulacji oświetlenia (rys. 15).
IA
a) b)
IG4>IG3>IG2>IG1
IG4
G (bramka)
IG3 IG2 IG1
IG3
-UAK
UAK
A K
IG1 IG3
IG2
IG1< IG2< IG3< IG4
IG4
-IA
Rys. 14. Triak: a) symbol, b) charakterystyka prądowo-napięciowa przy ró\
nych prÄ…dach bramki IG
[opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
a) b)
UZ
t
I
IG
IG
t
Gen.
UZ
imp.
I
t
Rys. 15. Triak: a) układ sterowania natę\
eniem oświetlenia, b) przebiegi czasowe napięcia i prądu
[opracowanie własne]
Tranzystory
Tranzystory to elementy półprzewodnikowe trójkońcówkowe, o regulowanym
(sterowanym) przepływie nośników ładunku elektrycznego. Ze względu na zasadę działania
dzielimy je na bipolarne i unipolarne (polowe). Tranzystory podobnie jak diody mogą być
małej, średniej i du\
ej mocy. Tranzystory du\
ej mocy montuje siÄ™ na radiatorach
odprowadzających ciepło. Ze względu na zakres przetwarzanych częstotliwości dzielimy je na
małej i wielkiej częstotliwości. Obudowy tranzystorów mają kilka standardowych wykonań.
Wyprowadzenia elektrod określonego tranzystora mogą być jednak ró\
ne od innego
podobnego, dlatego nale\
y je ka\
dorazowo odszukać w katalogu.
Tranzystory bipolarne
Tranzystor bipolarny jest elementem zbudowanym z trzech warstw półprzewodnikowych
(rys.16) o ró\
nym rodzaju przewodnictwa. Rozró\
niamy tranzystor typu PNP i typu NPN.
Z poszczególnych warstw wyprowadzone są elektrody: baza B, emiter E i kolektor C.
a) b)
C C
C (kolektor) C
N P
B (baza)
B B B
P N
N P
E (emiter)
E E E
Rys. 16. Tranzystor bipolarny - budowa i symbol graficzny tranzystora: a) NPN, b) PNP [opracowanie własne]
Tranzystor słu\
y do wzmacniania słabych sygnałów elektrycznych. Istotą działania
tranzystora jest to, \
e mały prąd bazy IB steruje du\
ym prądem kolektora IC. Ostrze strzałki
emitera wskazuje kierunek prądu emitera w obwodzie zewnętrznym, który zgodnie
z I prawem Kitchhoffa, jest sumÄ… prÄ…du kolektora i bazy.
Własności wzmacniające tranzystora uzyskujemy przez dołączenie do elektrod B,E,C
odpowiednich napięć zewnętrznych (rys. 17). Złącze baza-emiter musi być spolaryzowane
w kierunku przewodzenia, a baza-kolektor w kierunku zaporowym. Taki stan pracy
tranzystora nazywamy aktywnym.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
Podstawowym parametrem tranzystora jest, współczynnik wzmocnienia prÄ…dowego ²
(inaczej oznaczany h21) określany jako, stosunek przyrostu prądu kolektora "IC, do przyrostu
prÄ…du bazy "IB.
"IC
² =
"IB
Współczynnik ² jest liczbÄ… niemianowanÄ… i mo\
e wynosić od kilkadziesiąt do kilkaset
IC
R IB T
UCE
UBE
EB EC
IE
Rys. 17. Zasilanie i polaryzacja tranzystora NPN [opracowanie własne]
Tranzystor mo\
e pracować jako klucz (przełącznik elektroniczny), będąc w dwóch
mo\
liwych stanach pracy: nasycenia, w którym obydwa złącza baza-emiter i baza-kolektor
spolaryzowane są w kierunku przewodzenia lub zatkania, w którym obydwa złącza
spolaryzowane sÄ… w kierunku zaporowym.
Podstawowe parametry tranzystora bipolarnego:
²  współczynnik wzmocnienia prÄ…dowego w ukÅ‚adzie OE,
UCEsat  napięcie nasycenia,
PSTR  moc strat (moc wydzielona w tranzystorze, jako iloczyn IC i UCE),
Icmax  dopuszczalny prÄ…d kolektora,
UCEmax  dopuszczalne napięcie kolektor-emiter.
Zachowanie się tranzystora w stanach ustalonych pokazują charakterystyki: wejściowa
IB = f(UBE), przejściowa IC = f(IB), oraz wyjściowa IC = f (UCE), (rys.18).
a) b) c)
IB IC IC
[µA] [mA] [mA]
IB5=30uA
"IC
IB3=20uA
IB1=10uA
UCEsat
UCE [V]
UBE [V] IB [µA]
"IB
Rys. 18. Charakterystyki statyczne tranzystora bipolarnego w układzie OE: a) wejściowa, b) przejściowa,
c) wyjściowa [opracowanie własne]
Poniewa\
tranzystor ma trzy elektrody mo\
e pracować jako czwórnik w trzech układach
połączeń: w układzie wspólnego emitera OE, wspólnej bazy OB, wspólnego kolektora OC
(rys. 19).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
a) b) c)
Rys. 19. Układy pracy tranzystora: a) OE, b) OB, c) OC [opracowanie własne]
Tranzystory unipolarne
Rozró\
niamy tranzystory unipolarne złączowe FET, oraz z izolowaną bramką MOSFET.
Ka\
dy z tych rodzajów mo\
e być z kanałem N lub P. W tranzystorach z kanałem typu N
nośnikami prądu są elektrony, a z kanałem typu P dziury. Trzy końcówki tranzystora
nazywajÄ… siÄ™ z
ródło S, dren D i bramka G. Wartość prądu przepływającego między z
ródłem
i drenem zale\
y od napięcie przyło\
onego miedzy tymi elektrodami, oraz od szerokości
kanału, która sterowana jest napięciem przyło\
onym między bramkę a z
ródło. W odró\
nieniu
do tranzystorów bipolarnych prąd drenu sterowany jest napięciem, a nie prądem. Takie
sterowanie wynika z konstrukcji tranzystora polowego, który charakteryzuje się bardzo du\
Ä…
rezystancją wejściową, dzięki czemu nie pobiera prądu ze z
ródła sygnału wejściowego.
Tranzystory unipolarne FET
a) b) c)
D
D (dren)
P
S D
G (bramka) G N - kanał
P
S (z
ródło)
S
G
Rys.20. Tranzystor FET: a) symbol (z kanałem N), b) symbol (z kanałem P), c) budowa, ( z kanałem N)
[opracowanie własne]
Tranzystor FET (rys. 20) zasila się napięciem UDS tak, aby nośniki prądu poruszały się od
z
ródła do drenu, a złącze bramka-z
ródło było spolaryzowane napięciem UGS zaporowo
(rys. 21). Przy UGS = const., prąd drenu rośnie liniowo ze wzrostem napięcia UDS, a\
do stanu
nasycenia tranzystora (rys. 22). Zwiększając wartość napięcia sterującego UGS w kierunku
zaporowym, poszerzają się warstwy zaporowe na styku półprzewodników P i N (rys. 21b)
i szerokość kanału maleje a z tym wartość przepływającego przez niego prądu drenu. Przy
pewnej wartości napięcia UGS = UT (napięcie odcięcia) (rys. 22), następuje całkowite
zamknięcie kanału.
a) b)
UDS
ID
ID
D
P
S D
N - kanał
UDS
G
warstwa
P
zaporowa
UGS
UGS
S
G
Rys. 21. Zasilanie tranzystora FET z kanałem N: a) schemat elektryczny, b) zasada działania
[opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Zachowanie się tranzystora w stanach ustalonych pokazują charakterystyki: przejściowa
ID = f(UGS) oraz wyjściowa ID = f (UDS), (rys. 22).
a)
ID b) ID
IDmax
UGS= 0
UGS< 0
UGS
UGS= UT
UDS
UT UDSsat
Rys. 22. Charakterystyki tranzystora FET z kanałem N: a) przejściowa, b) wyjściowa [opracowanie własne]
Podstawowe parametry tranzystora unipolarnego:
RDSon  rezystancja kanału,
UT  napięcie odcięcia kanału,
UDSsat  napięcie nasycenia z
ródło-dren,
UDSmax  napięcie maksymalne z
ródło-dren,
IDmax  maksymalny prÄ…d drenu.
Tranzystory unipolarne MOSFET
Tranzystor MOS ma dodatkowo wyprowadzoną elektrodę podło\
a B, która najczęściej
jest wewnętrznie połączona ze z
ródłem S. Ponadto bramka jest odizolowana
od półprzewodnika cienką warstwą izolacyjną, co skutkuje zwiększeniem rezystancji
wejściowej tranzystora o kilka rzędów wielkości. Tranzystory MOSFET tzw. z izolowaną
bramką mogą mieć kanał wbudowany (rys. 23), który jest zuba\
any (poprzez zmniejszanie
ilości nośników prądu). W zale\
ności od znaku napięcia UGS mo\
na zmieniać rezystancje
kanału. N+ - oznacza obszar półprzewodnika silniej domieszkowany.
izolacja SiO2
a) b) c)
G
D
S
D D
N - kanał
N+ N+
P
B (podło\
e)
B
G
G
S S
B
Rys. 23. Tranzystor MOSFET z kanałem zuba\
anym (wbudowanym): a) symbol tranzystora z kanałem N,
b) symbol tranzystora z kanałem P, c) budowa tranzystora z kanałem N [opracowanie własne]
Zachowanie się tranzystora MOSFET z kanałem zuba\
anym w stanach ustalonych
pokazują charakterystyki: przejściowa ID = f(UGS) oraz wyjściowa ID = f (UDS), (rys. 24)
a) b)
ID ID
IDmax
UGS > 0
UGS = 0
UGS< 0
UGS
UGS = UT
UT UDSsat UDS
Rys. 24. Charakterystyki tranzystora MOSFET z kanałem zuba\
anym N: a) przejściowa, b) wyjściowa
[opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
Tranzystory MOSFET z izolowaną bramką z kanałem indukowanym (rys. 25), który przy
braku napięcia UGS nie istnieje, mo\
e powstać i być wzbogacanym (poprzez zwiększanie
ilości nośników prądu), po przekroczeniu przez napięcie UGS wartości progowej UT.
Ze wzrostem napięcia UGS mo\
na zmieniać rezystancje kanału.
izolacja SiO2
a) b) c)
G
D
S
D
D
N+ N+
P
B (podło\
e) B
G
S
S
B
Rys. 25. Tranzystor MOSFET z kanałem wzbogacanym (indukowanym): a) symbol tranzystora z kanałem N,
b) symbol tranzystora z kanałem P, c)budowa tranzystora z kanałem N [opracowanie własne]
Zachowanie się tranzystora MOSFET z kanałem wzbogacanym w stanach ustalonych
pokazują charakterystyki: przejściowa ID = f(UGS) oraz wyjściowa ID = f (UDS), (rys.26). Jest
to najczęściej stosowany tranzystor unipolarny przypominający bipolarny NPN. Napięcie
progowe UT wynosi kilka wolt, podawane jest w katalogu.
a) b)
ID ID
IDmax
UGS> UT
UGS> UT
UGS> UT
UGS
UGS= UT
UT UDSsat UDS
Rys. 26. Charakterystyki tranzystora MOSFET z kanałem wzbogacanym N: a) przejściowa, b) wyjściowa
[opracowanie własne]
Podobnie jak tranzystory bipolarne tranzystory polowe mogą pracować w trzech układach
połączeń:
- w układzie wspólnego z
ródła OS (odpowiednik układu OE),
- w układzie wspólnej bramki OG (odpowiednik układu OB),
- w układzie wspólnego drenu OD (odpowiednik układu OC).
Elementy optoelektroniczne
Są to półprzewodnikowe przetworniki, w których energia świetlna wpływa na zmianę
parametrów elektrycznych elementu (fotodioda) lub zmiana parametrów elektrycznych
powoduje emisję energii świetlnej (dioda LED). Elementy optoelektroniczne dzielimy na trzy
grupy:
- odbiorniki promieni świetlnych: fotorezystor, fotodioda, fototranzystor,
- z
ródła promieni: diody elektroluminescencyjne (LED),
- transoptory: układy zło\
one z nadajnika i odbiornika energii świetlnej.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
a) b) c) d) e)
Rys. 27. Symbole graficzne elementów optoelektronicznych: a) fotorezystor, b) fotodioda, c) fototranzystor,
d) dioda LED, e) transoptor [opracowanie własne]
Fotorezystor (rys.27a)  rezystancja fotorezystora zale\
y od natÄ™\
enia oświetlenia,
im większe światło tym mniejsza rezystencja fotorezystora. Parametrem fotorezystora jest
rezystancja ciemna (bez oświetlenia) i rezystancja jasna (przy określonym oświetleniu).
Fotodioda (rys.27b)  przewodzi pod wpływem padającego na nią światła. Fotodiodę
polaryzuje siÄ™ w kierunku zaporowym. Ma ona wszechstronne zastosowanie w pomiarach
światła, układach sterowania na podczerwień, odbiornikach transmisji światłowodowej.
Fototranzystor (rys.27c)  działa tak jak fotodioda, ale charakteryzuje go większa
czułość. Zamiast bazy ma powierzchnię światłoczułą. Prąd kolektora zale\
y od natÄ™\
enia
promieniowania padajÄ…cego na ten obszar.
Diody elektroluminescencyjne (rys.27d)  zwane diodami LED polaryzuje siÄ™
w kierunku przewodzenia. Pod wpływem przepływającego prądu dioda świeci światłem
widzialnym (kolorem czerwonym, zielonym, \
ółtym, pomarańczowym, niebieskim) lub
niewidzialnym, podczerwienią (pilot telewizyjny). Diody czerwone świecą przy napięciu
około 1,5 V, a zielone około 2,5 V. W celu ograniczenia prądu diody LED w kierunku
przewodzenia, w szereg z diodą włącza sie rezystor ograniczający prąd. Dopuszczalne
napięcie wsteczne diody jest zwykle niewielkie (kilka wolt). Aby zabezpieczyć diodę przy
zasilaniu napięciem przemiennym trzeba włączyć  antyrównolegle drugą diodę. Diody LED
stosuje się do sygnalizacji świetlnej, we wskaz
nikach cyfrowych, transoptorach, a tak\
e
w łączach światłowodowych
Transoptor (rys.27e) jest elementem zło\
onym z nadajnika i odbiornika promieniowania
świetlnego, które są umieszczone we wspólnej obudowie. Mo\
na nim bezprzewodowo
przesyłać informacje pomiędzy nadajnikiem (diodą LED) a odbiornikiem (fototranzystorem).
Transoptor zapewnia odseparowanie galwaniczne obwodów nadajnika i odbiornika.
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie elementy w elektronice nazywamy półprzewodnikowymi?
2. Jakie symbole graficzne i charakterystyki mają elementy półprzewodnikowe?
3. Jak działa i jakie podstawowe parametry ma dioda prostownicza?
4. Jakimi parametrami charakteryzuje siÄ™ dioda Zenera i gdzie znajduje zastosowanie?
5. JakÄ… rolÄ™ w tyrystorze odgrywa bramka G?
6. W jakich układach stosuje się tyrystory i triaki?
7. Jakie znasz rodzaje tranzystorów i jaka jest istota ich działania?
8. Jakie charakterystyki opisują własności tranzystora?
9. Jakie znasz układy pracy tranzystora?
10. Co to sÄ… elementy optoelektroniczne i gdzie znajdujÄ… zastosowanie?
11. Jakie znasz metody wytwarzania diod półprzewodnikowych?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj pomiary prądów i napięć w układzie przedstawionym na rys. do ćwiczenia 1.
Narysuj charakterystyki prądowo-napięciowe diody prostowniczej i diody Zenera. Odszukaj
w katalogu podstawowe parametry badanych diod.
a) b)
R R
I
I
µA
A
+ +
V V
ZAS _ ZAS _
Rys. do ćwiczenia 1
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z obsługą zasilacza i multimetrów cyfrowych do pomiaru napięcia i prądu,
2) odszukać w katalogu lub Internecie parametry badanych diod,
3) zaproponować tabele pomiarów,
4) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia 1a, potem 1b,
5) ustalić z nauczycielem wartość maksymalnego napięcia zasilania w kierunku
przewodzenia i zaporowym, oraz wartość rezystancji R,
6) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
7) zmieniać wartość napięcia zasilacza w kierunku przewodzenia, następnie w kierunku
zaporowym diod, odczytywać prąd i napięcie na multimetach cyfrowych,
8) zanotować w tabeli wyniki I, U w kierunku przewodzenia i zaporowym,
9) narysować na papierze milimetrowym wykres I = f(U) badanych diod,
10) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- regulowany zasilacz napięcia stałego,
- opornica dekadowa,
- zestaw diod,
- dwa multimetry cyfrowe do pomiaru napięcia i prądu,
- katalog diod,
- papier milimetrowy,
- przybory do pisania.
Ćwiczenie 2
Wykonaj pomiary prądów i napięć w układzie przedstawionym na rys. do ćwiczenia 2.
Narysuj charakterystyki wejściową, przejściową i wyjściową tranzystora bipolarnego.
Odszukaj w katalogu podstawowe parametry badanego tranzystora.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
RC
IC
mA
RB
IB
µA
+
+
V V
ZAS _ _ZAS
UBE IE UCE
Rys. do ćwiczenia 2
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać parametry tranzystora w katalogu lub Internecie,
2) zaproponować tabelę pomiarów,
3) podłączyć mierniki i zasilacze do gotowego zestawu do badania tranzystora,
4) ustalić z nauczycielem wartość maksymalnego napięcia zasilania,
5) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
6) regulować wartość napięcia UBE i odczytywać prąd IB przy ustalonym wcześniej napięciu
UCE = const, zanotować w tabeli wyniki pomiarów, narysować wykres IB = f(UBE),
7) regulować wartość prądu IB i odczytywać prąd IC przy ustalonym wcześniej napięciu
UCE = const, zanotować w tabeli wyniki pomiarów, narysować wykres IC = f(IB),
8) regulować wartość napięcia UCE i odczytywać prąd IC przy ustalonym wcześniej prądzie
IB = const, zanotować w tabeli wyniki pomiarów, narysować wykres IC = f(UCE),
9) porównać wykresy z danymi katalogowymi,
10) obliczyć współczynnik wzmocnienia prądowego na podstawie wykresu IC = f(IB),
11) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- dwa regulowane zasilacze napięcia stałego,
- zestaw do badania tranzystora,
- cztery multimetry cyfrowe do pomiaru napięcia i prądu,
- katalog tranzystorów,
- materiały i przybory do pisania.
Ćwiczenie 3
Wykonaj pomiary prądów w układzie przedstawionym na rys. do ćwiczenia 3. Narysuj
charakterystykę Iwy = f(Iwe). Oblicz przekładnię prądową CTR = Iwy/Iwe.
R1 R2
mA
mA
Iwe
Iwy
+
+
ZAS _ _ZAS
Rys. do ćwiczenia 3
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z obsługą zasilacza oraz multimetrów cyfrowych,
2) zaproponować tabelę pomiarów,
3) połączyć układ według rys. do ćwiczenia 3,
4) ustalić wartości graniczne zasilania po stronie wejścia i wyjścia,
5) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
6) regulować wartość prądu Iwe i odczytywać wartość prądu Iwy, zanotować wyniki pomiaru,
narysować wykres Iwy = f(Iwe), obliczyć przekładnię prądową CTR = Iwy/Iwe,
7) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- dwa zasilacze laboratoryjne z regulacją napięcia,
- zestaw do badania transoptora,
- dwa multimetry cyfrowe,
- materiały i przybory do pisania.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wyjaśnić podstawowe zjawiska zachodzące w złączu PN
1
1

2) narysować wszystkie poznane symbole elementów
półprzewodnikowych?
1
1

3) narysować charakterystyki prądowo-napięciowe diod, tranzystorów,
tyrystora i triaka?
1
1

4) scharakteryzować elementy półprzewodnikowe stosowane
w elektronice i ich paramatry?
1
1

5) wyjaśnić istotę działania diody prostowniczej, diody Zenera,
tranzystora i tyrystora?
1
1

6) wymienić podstawowe parametry diod i tranzystorów?
1
1

7) scharakteryzować elementy optoelektroniczne?
1
1

8) wyznaczyć charakterystykę prądowo-napięciową diod na podstawie
pomiarów?
1
1

9) wyznaczyć charakterystyki wejściową, przejściową i wyjściową
tranzystora bipolarnego na podstawie pomiarów?
1
1

10) wyznaczyć charakterystykę przejściową transoptora na podstawie
pomiarów?
1
1

11) scharakteryzować metody wytwarzania diod półprzewodnikowych?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
4.2. Wzmacniacze tranzystorowe
4.2.1. Materiał nauczania
Wzmacniacze
Zadaniem wzmacniacza jest wzmocnienie energii sygnału wejściowego, bez zmiany
kształtu, kosztem energii doprowadzonej ze z
ródła zasilania (rys. 28). Wzmacniacze
elektroniczne dzielimy na: wzmacniacze napięcia, wzmacniacze prądu, wzmacniacze mocy,
ze względu na rodzaj sygnału na: wzmacniacze prądu stałego i wzmacniacze prądu
zmiennego, ze względu na pasmo częstotliwości na: wzmacniacze wąskopasmowe
i szerokopasmowe oraz wzmacniacze m.cz i wzmacniacze w.ce.
Uzas
Iwe Iwy
EG
Uwy Ro
Wzmacniacz
Uwe
Rys. 28. Schemat ogólny wzmacniacza [opracowanie własne]
Podstawowym parametrem wzmacniacza jest wzmocnienie napięciowe Ku (amplitudowe)
definiowane jako stosunek amplitud napięcia wyjściowego i wejściowego.
Uwy
Ku =
Uwe
Iwy Pwy
Analogicznie określa się: wzmocnienie: prądowe Ki = , oraz mocy: Kp =
Iwe Pwe
Często wartość wzmocnienia określa się w mierze logarytmicznej (w decybelach dB) i wtedy:
Uwy Iwy Pwy
KudB = 20log , KidB = 20log , KpdB= 10log
Uwe Iwe Pwe
Charakterystyki częstotliwościowe
Wartość wzmocnienia amplitudowego wzmacniacza zale\
y od częstotliwości sygnału
wejściowego. Przesunięcie fazowe sygnału wyjściowego, względem wejściowego, te\
mo\
e
być ró\
ne dla ró\
nych częstotliwości. Zale\
ność wzmocnienia Ku i przesunięcia fazowego Ć,
od częstotliwości przedstawiają charakterystyki częstotliwościowe Ku = f(f) i Ć = f(f),
(rys. 29).
a) Ku b)
Õ
[dB]
[ż]
+90
Kumax
0,71Kumax
0
f [Hz]
-90
B
B
fd fg f [Hz] fd
fg
Rys. 29. Charakterystyki częstotliwościowe (przykładowe) wzmacniacza: a) amplitudowa, b) fazowa
[opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
3dB
Wzmacniacz ma du\
e wzmocnienie w pewnym zakresie częstotliwości sygnału wejściowego.
Zakres ten nazywa siÄ™ pasmem przenoszenia wzmacniacza.
Szerokość pasma przenoszenia B określa się jako ró\
nicę między górną i dolną
częstotliwością graniczną (fg i fd), odczytaną z charakterystyki częstotliwościowej
wzmacniacza (rys. 29), przy spadku wzmocnienia o 3 dB, od wartości maksymalnej.
Spadek wzmocnienia napięciowego, prądowego i mocy o 3dB w skali logarytmicznej,
odpowiada w skali liniowej spadkowi do wartości, odpowiednio:
Kpmax
Kumax Kimax
H" 0,71Å"Kumax ; H" 0,71Å" Kimax : H" 0,5Å" Kpmax
2
2 2
Charakterystyka przejściowa (dynamiczna)
Charakterystyka przejściowa Uwy = f(Uwe), przy f = const., powinna być linią prostą.
Jednak po przekroczeniu napięcia wejściowego Uwemax nazywanego czułością wzmacniacza,
zagina się (nasyca) (rys. 30). Napięcie wyjściowe, które jest zawsze mniejsze od napięcia
zasilania, nie mo\
e bardziej rosnąć, co oznacza zniekształcenie sygnału wyjściowego.
Uwy
Uwemax Uwe
Rys. 30. Charakterystyka przejściowa wzmacniacza [opracowanie własne]
Inne wa\
niejsze parametry wzmacniaczy to: napięcie zasilania Uz [V], rezystancja wejściowa
Rwe [&!] i wyjściowa Rwy [&!], współczynnik zniekształceń nieliniowych h [%], który
powinien mieć jak najmniejszą wartość.
Pojedyncze wzmacniacze (stopnie wzmacniające) mogą być połączone łańcuchowo
(kaskadowo). Wzmocnienie całkowite wzmacniacza wielostopniowego Ku, jest iloczynem
wzmocnień poszczególnych stopni Ku1, Ku2,& (w decybelach sumą), a całkowite przesuniecie
fazowe Ć, sumą przesunięć poszczególnych stopni Ć1, Ć2,&
Ku = Ku1 Å"Ku 2Å"Ku3 Å" ... lub w decybelach KudB= Ku1dB + Ku2dB + Ku3dB + ...
Õ = Õ1+ Õ2 + Õ3 + ...
Wzmacniacz tranzystorowy
Wzmocnienie sygnału jest mo\
liwe dzięki zastosowaniu we wzmacniaczu elementu
czynnego, jakim jest tranzystor. Od sposobu podłączenia tranzystora do z
ródła sygnału
i obciÄ…\
enia zale\
ą właściwości wzmacniacza.
Układ ze wspólnym emiterem OE zapewnia: du\
e wzmocnienie napięciowe, prądowe
i mocy, odwrócenie fazy oraz średnie wartości rezystancji wejściowej i wyjściowej.
Układ ze wspólnym kolektorem OC (wtórnik napięcia) zapewnia: du\
e wzmocnienie
prądowe i mocy, napięciowe jest bliskie jedności, oraz du\
ą rezystancję wejściową i małą
wyjściową.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
Układ ze wspólną bazą OB zapewnia: du\
e wzmocnienie napięciowe i mocy, prądowe
jest mniejsze od jedności, oraz bardzo małą rezystancję wejściową i bardzo du\
ą wyjściową.
Stosowany rzadko, głównie dla wielkich częstotliwości.
We wzmacniaczu napięciowym w układzie OE (rys. 31), tranzystor pracuje w klasie A
tzn. punkt pracy A (rys. 31b) o współrzędnych (IC, UCE,) le\
y na środku prostej obcią\
enia
przecinającej charakterystyki tranzystora. Dzięki takiemu poło\
eniu sÄ… mo\
liwe zmiany prÄ…du
kolektora wokół stałego prądu IC. Parametry punktu pracy zale\
ą od wartości napięcia
zasilajÄ…cego UZ, rezystorów RB i RC oraz wzmocnienia prÄ…dowego ² tranzystora.
Rozwiązując układ trzech równań opisujących wzmacniacz (rys. 31) dla obwodu
zasilania.
UZ = IB Å" RB + UBE
UZ = IC Å" RC + UCE
IC = ² Å" IB
przyjmujÄ…c UBE = 0,6 V, mo\
emy wyznaczyć współrzędne punktu pracy (IC, UCE,).
IC[mA]
char. przejściowa char. wyjściowa
a)
b)
IC +UZ
IB
"™C IB4=30uA
RC
Ä™
RB
IB3=20uA
Wy
ęł
IB1=10uA
Å‚
"™Å‚
UCE
We IB[µA]
"UCE
UCE [V]
UCE=const
"UBE
UBE
char. wejściowa
UBE[V]
Rys. 31. Wzmacniacz tranzystorowy OE: a) układ podstawowy, b) zasada działania [opracowanie własne]
Zasada działania wzmacniacza
Małe zmiany sygnału wejściowego, a więc napięcia baza-emiter "UBE, wywołują
odpowiadające im zmiany prądu bazy "IB, które z kolei wywołują zmiany prądu kolektora
"IC (² razy wiÄ™ksze od zmian prÄ…du bazy), wokół skÅ‚adowej staÅ‚ej prÄ…du IC. Zmiany prÄ…du
kolektora "IC wywołują zmiany napięcia na obcią\
eniu kolektora "URC i takie same zmiany
napięcia kolektor-emiter "UCE, wokół składowej stałej UCE.
Praktyczny układ wzmacniacza OE
Zasilanie układu OE (poło\
enie punktu pracy) zapewniajÄ…: z
ródło napięcia UZ, oraz
rezystory RC, RB1 i RB2. (rys.32). Elementy RE i CE zapewniajÄ… temperaturowÄ… stabilizacjÄ™
punktu pracy tranzystora, przez ujemne sprzÄ™\
enie zwrotne, tylko dla składowej stałej
napięcia wyjściowego.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
+UZ
RC
C2
RB1
C1
T1 Uwy
Uwe
RB2 CE
RE
Rys. 32. Praktyczny układ wzmacniacza OE [opracowanie własne]
Kondensatory C1 i C2 oddzielają składowe zmienne od składowych stałych (obwód sterujący
od zasilania).
Wzmacniacz ró\
nicowy
Wzmacniacz ró\
nicowy stosowany jest np. jako stopień wejściowy scalonych
wzmacniaczy operacyjnych i jako stopień napięciowy we wzmacniaczach mocy. Zbudowany
jest z dwóch tranzystorów pracujących w układzie OE, ze wspólnym obwodem emiterowym.
Wzmacnia ró\
nicę napięć doprowadzonych do dwóch wejść Uwe1 i Uwe2 (rys. 33).
KuR jest wzmocnieniem napięciowym ró\
nicowym:
Uwy = Uwy1 - Uwy2 = KuR Å" (Uwe1 - Uwe2)
+UZ
RC RC
T1
T2
Uwy1
Uwy2
Uwe1 Uwe2
RE
-UZ
Rys. 33. Wzmacniacz ró\
nicowy [opracowanie własne]
W przypadku podania na wejścia jednakowych napięć, co do wartości i zgodnych
w fazie, na kolektorach napięcia wyjściowe będą takie same, więc ich ró\
nica wyniesie zero.
Wzmacniacz mo\
e pracować z wejściem symetrycznym, gdy są wykorzystane oba wejścia,
lub z wejściem niesymetrycznym, gdy jest wykorzystane jedno wejście, a wtedy drugie
podłączone musi być do napięcia stałego (przy zasilaniu ąUZ, do masy) (rys. 34). Podobnie
wyjście mo\
e być symetryczne, przy podłączeniu obcią\
enia między kolektorami
tranzystorów, lub niesymetryczne, przy obcią\
eniu włączonym między jedno z wyjść a masę.
Drugie wyjście pozostaje nie podłączone. Wybór wyjścia zale\
y od tego, czy wzmacniacz ma
odwracać fazę czy nie.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
+UZ -UZ
We1 Wy1
Wy1-Wy2
We2 Wy2
Rys. 34. Wzmacniacz ró\
nicowy  układ z wejściem niesymetrycznym [opracowanie własne]
Przeciwsobny wzmacniacz mocy
We wzmacniaczu przeciwsobnym (rys. 35) dwa tranzystory komplementarne NPN i PNP
pracujÄ… w klasie B lub AB. W klasie B punkt pracy le\
y na granicy odcięcia prądu (rys. 31b).
Je\
eli na wejście podamy sygnał sinusoidalny, to ka\
dy z tranzystorów wzmacnia jedną
półfalę przebiegu wejściowego (T1 dodatnią, a T2 ujemną). Takie rozwiązanie pozwala
dobrze wykorzystać energetycznie tranzystory, co skutkuje du\
ą sprawnością wzmacniacza,
ale obarczone jest wystąpieniem zniekształceń tzw. skrośnych, wynikających z nieliniowości
charakterystyki tranzystora. Zniekształcenia skrośne eliminuje się poprzez przesunięcie
punktu pracy z klasy B do AB (rys. 31b), w której ka\
dy z tranzystorów wzmacnia nieco
więcej ni\
połowę fali wejściowej. Wzmacniacze mocy są stosowane w stopniach końcowych
wzmacniaczy małej częstotliwości (akustycznych).
+UZ
R
+
T1
C
+
-
Uwe +
-
Uwy Ro
T2
-
R
-UZ
Rys. 35. Wzmacniacz przeciwsobny [opracowanie własne]
Parametry charakterystyczne dla wzmacniacza mocy
Sprawność energetyczna · wzmacniacza jest parametrem, okreÅ›lajÄ…cym, jaka część
mocy dostarczonej z zasilania Pzas, została oddana do obcią\
enia Pwy
Pwy
· = Å"100%
Pzas
Moc wyjściowa na obcią\
eniu Ro
Uwy2
Pwy = Iwy Å" Uwy =
Ro
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Mocą znamionową Pwyzn nazywamy największą moc wyjściową wydzieloną na
obciÄ…\
eniu przy niezniekształconym sygnale wejściowym.
Charakterystyki energetyczne
Pwy = f(Uwe), Pzas = f(Uwe), Pc = f(Uwe), (rys. 36)
P
Pzas Pwy=Pzas- Pc
Pc- moc strat
Pwy
Pc
Uwe
Uwemax
Rys.36. Charakterystyki energetyczne [opracowanie własne]
Charakterystyki przejściowe
Charakterystyka przejściowa Pwy = f(Uwe) przy Ro = const (rys. 37a).
Charakterystyka przejściowa Uwy = f(Uwe) przy Ro = const (rys. 37a).
Charakterystyki obciÄ…\
eniowe
Charakterystyka wyjściowa Pwy = f(Ro) przy Uwe = const (rys. 37b).
Maksimum mocy wyjściowej wzmacniacza uzyskuje się przy obcią\
eniu go rezystancjÄ…
wyjściową optymalną Roopt, równą rezystancji wyjściowej wzmacniacza. Mówimy wówczas
o stanie dopasowania impedancyjnego wzmacniacza.
a)
b)
Pwy
Uwy, Pwy
Pwy Uwy
Pwyzn Pwyzn Uwe = const.
Ro = const.
Ro
Uwemax Uwe
Roopt
Rys. 37. Charakterystyki a) przejściowe b) obcią\
eniowa [opracowanie własne]
Charakterystyki częstotliwościowe
Pwy = f(f), lub KP = f(f), (rys. 38)
Pwy, KP
Pmax
0,5Pmax
B
fd fg f [Hz]
Rys. 38. Charakterystyk częstotliwościowa amplitudowa [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
3dB
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie sÄ… rodzaje wzmacniaczy tranzystorowych i jakie parametry je charakteryzujÄ…?
2. Jak działają wzmacniacze: tranzystorowe w układzie OE, ró\
nicowe i przeciwsobne?
3. Jakimi parametrami ró\
nią się układy wzmacniaczy OE, OB, OC?
4. Gdzie znalazły zastosowanie wzmacniacze ró\
nicowe i przeciwsobne?
5. Jak wyznacza się pasmo przenoszenia wzmacniacza napięciowego i mocy?
6. Co to jest przesunięcie fazowe dokonywane przez wzmacniacz?
7. Z jakiej charakterystyki wyznacza się czułość wzmacniacza?
8. Jakie wielkości nale\
y zmierzyć, aby wyznaczyć sprawność wzmacniacza?
9. Jak wyznacza siÄ™ wzmocnienie wzmacniacza wielostopniowego?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj badanie wzmacniacza napięciowego. Narysuj charakterystykę Ku = f(f),
wyznacz pasmo przenoszenia wzmacniacza.
ZAS
Uz
Badany wzmacniacz
Uwy
Uwe
GEN
m.cz.
Rys. do ćwiczenia 1
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z instrukcją obsługi generatora i oscyloskopu,
2) ustalić z nauczycielem wartość napięcia zasilania Uz, wejściowego Uwe nastawianego na
generatorze, zakres zmian częstotliwości, zaproponować tabelę pomiarów,
3) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia 1,
4) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
5) zmierzyć oscyloskopem, ustaloną wcześniej, wartość amplitudy napięcia wejściowego
Uwe, zanotować wynik w tabeli, który będzie stały dla wszystkich pomiarów,
6) ustawiać częstotliwości sygnału z generatora (w ustalonym z nauczycielem przedziale)
i mierzyć oscyloskopem wartość amplitudy napięcia wyjściowego Uwy dla danej
częstotliwości, zanotować wyniki pomiarów w tabeli,
7) obliczyć współczynnik wzmocnienia napięciowego Ku = Uwy/Uwe dla danej
częstotliwości,
8) narysować charakterystykę Ku = f(f) i wyznaczyć pasmo przenoszenia B,
9) opracować wnioski.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zasilacz laboratoryjny,
- generator przebiegów sinusoidalnych,
- badany wzmacniacz napięciowy,
- oscyloskop,
- materiały i przybory do pisania.
Ćwiczenie 2
Wykonaj badanie wzmacniacza mocy. Narysuj charakterystykÄ™ Pwy = f(f), wyznacz
pasmo przenoszenia. Narysuj charakterystykę przejściową Uwy = f(Uwe). Wyznacz sprawność
energetycznÄ… ·, przy mocy znamionowej.
ZAS
+Uz -Uz
A
V
Uz
Badany
V
wzmacniacz Uwy R
o
Uwe
V
GEN
mocy
Rys. do ćwiczenia 2
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) ustalić z nauczycielem wartość rezystora obcią\
enia Ro, wartość napięcia zasilania ąUZ,
napięcia wejściowego Uwe nastawianego na generatorze, zakres zmian częstotliwości,
zaproponować tabele dla pomiarów kolejno: Pwy = f(f), Uwy = f(Uwe), ·,
2) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia 2,
3) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
4) zmierzyć oscyloskopem, ustaloną wcześniej, wartość amplitudy napięcia wejściowego
Uwe, zanotować wynik w tabeli,
5) ustawiać częstotliwości sygnału z generatora (w ustalonym z nauczycielem przedziale)
i mierzyć oscyloskopem wartość amplitudy napięcia wyjściowego Uwy dla danej
częstotliwości, zanotować wyniki pomiarów w tabeli. Moc wyjściową obliczyć, dla
ka\
dej częstotliwości ze wzoru Pwy = (Uwy2)/Ro,
6) ustawić częstotliwość napięcia wejściowego f = 1kHz, zmieniać jego amplitudę od zera
do wartości ustalonej z nauczycielem, mierząc napięcie Uwe i Uwy woltomierzami,
7) narysować charakterystyki Pwy = f(f) oraz Uwy = f(Uwe), odczytać z nich pasmo
przenoszenia i czułość (Uwemax), przy którym na obcią\
eniu wydziela siÄ™ moc
znamionowa Pwyzn,
8) dla mocy znamionowej Pwyzn, odczytać z multimetrów napięcie zasilania Uz i prąd
pobierany z zasilacza Izas.
Obliczyć sprawność · = (Pwy/Pzas) Å"100% , przy czym Pzas = Uz Å" Izas ,
9) opracować wnioski.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zasilacz laboratoryjny,
- generator przebiegów sinusoidalnych,
- opornica suwakowa (lub inne obciÄ…\
enie),
- badany wzmacniacz mocy,
- cztery multimetry cyfrowe,
- oscyloskop.
Ćwiczenie 3
Odczytaj wskazane przez nauczyciela parametry z rzeczywistych charakterystyk
wzmacniacza. Zapisz parametry w formie tabeli.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) rozpoznać wielkości fizyczne i jednostki jakimi opisane są osie charakterystyk,
2) uzyskać od nauczyciela wskazówki, jak odczytuje się skalę logarytmiczną,
3) ustalić z nauczycielem parametry, które nale\
y odczytać z charakterystyk,
4) zaproponować tabelę, w której zestawione zostaną odczytane parametry,
5) zapisać odczytane parametry w tabeli,
6) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- arkusz papieru formatu A4,
- linijka,
- ołówek,
- kalkulator,
- zestaw charakterystyk wzmacniacza (liniowych i logarytmicznych).
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) rozró\
nić rodzaje wzmacniaczy i ich podstawowe parametry?
1
1

2) przedstawić działanie wzmacniaczy posługując się schematem
ideowym?
1
1

3) wskazać zastosowanie wzmacniaczy ró\
nicowych i przeciwsobnych?
1
1

4) rozró\
nić zasilanie symetryczne i niesymetryczne wzmacniaczy?
1
1

5) narysować przykładowe charakterystyki częstotliwościowe i
przejściowe, wyznaczyć z nich pasmo przenoszenia i czułość?
1
1

6) obliczyć wzmocnienie i sprawność wzmacniacza?
1
1

7) narysować schematy pomiarowe do badania charakterystyk?
1
1

8) zmierzyć napięcia przemienne multimetrem i oscyloskopem?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
4.3. Wzmacniacze operacyjne
4.3.1. Materiał nauczania
Wzmacniacze operacyjne
Wzmacniacze operacyjne są najpopularniejszą grupą scalonych układów analogowych.
Stosowane są jako wzmacniacze m.cz., elementy aktywne w filtrach, w układach regulacji,
w przetwornikach sygnałów, w tym analogowo-cyfrowych i cyfrowo-analogowych.
Wzmacniają napięcia stałe i zmienne.
Uwy
b)
a)
[V]
+Uz
+Uz
Uwe1
UR
Uwe2-Uwe1
Uwy
Uwe2
[mV]
-Uz
-Uz
Rys. 39. Wzmacniacz operacyjny: a) symbol, b) charakterystyka statyczna [opracowanie własne]
Wzmacniacz operacyjny (rys. 39) ma dwa wejścia: odwracające ( oznaczone  - )
i nieodwracające (oznaczone  + ), oraz jedno wyjście niesymetryczne. Zasilany jest
napięciem symetrycznym ąUz. Mo\
liwe jest zasilanie jednym napięciem (niesymetrycznym),
ale wtedy nale\
y podzielić je np. dzielnikiem rezystancyjnym tak, aby na poszczególnych
wejściach i wyjściu była połowę tego napięcia. Napięcie UR = Uwe2 - Uwe1 nazywa się
ró\
nicowym.
Podstawowym parametrem wzmacniacza operacyjnego jest wzmocnienie napięciowe
ró\
nicowe KuR definiowane jako stosunek amplitud napięcia wyjściowego i wejściowego
ró\
nicowego.
Uwy Uwy
KuR = =
UR Uwe2 - Uwe1
Wzmacniacze operacyjne charakteryzujÄ… siÄ™: bardzo du\
ym wzmocnieniem
napięciowym KuR [V/V] lub w [dB], szerokim pasmem przenoszenia B [MHz], bardzo du\
Ä…
rezystancją wejściową [M&!], i bardzo małą rezystancja wyjściową [&!], oraz tzw. napięciem
niezrównowa\
enia Uo [mV]  takim napięciem wejściowym, przy którym napięcie wyjściowe
wynosi zero, bo charakterystyka statyczna (rys. 39b) rzeczywistego wzmacniacza,
nie przechodzi przez zero.
W praktyce wzmacniacze (z wyjątkiem układu zwanego komparatorem), pracują zawsze
z silnym ujemnym sprzÄ™\
eniem zwrotnym zrealizowanym przez elementy rezystancyjne
(rys. 40 i 42) albo pojemnościowe (rys. 41). Dla przejrzystości w kolejnych układach
pominięto obwód zasilania.
Podstawowe układy ze wzmacniaczami operacyjnymi
Wzmocnienie amplitudowe Ku ( zapisane przy ka\
dym ze schematów na rys. 40, 41 i 42)
dotyczy całego układu ze sprzę\
eniem zwrotnym i zale\
y wyłącznie od elementów R i C,
a nie od wzmocnienia Kur samego wzmacniacza operacyjnego.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
Wzmacniacz odwracajÄ…cy (inwerter) (rys.40 a)
Układ zmienia wartość napięcia na wyjściu (w zale\
ności od wartości R1 i R2), oraz odwraca
fazę napięcia wyjściowego względem wejściowego, (przesunięcie o 180o). Znak  - we
wzorze na wzmocnienie Ku oznacza odwrócenie fazy.
Wzmacniacz nieodwracajÄ…cy (rys.40 b)
Układ zmienia wartość napięcia (w zale\
ności od wartości R1 i R2), nie odwraca fazy
(napięcie wyjściowe jest w fazie z wyjściowym), zapewnia bardzo du\
Ä… rezystancjÄ™
wejściową (nie obcią\
a z
ródła napięcia wejściowego).
Wzmacniacz sumujÄ…cy (rys.40 c)
Układ realizuje dodawanie napięć pomno\
onych przez współczynniki zale\
ne od wartości R1,
R2, R3, R4, z jednoczesnÄ… zmianÄ… znaku.
Je\
eli przyjąć, \
e R1 = R2 = R3 = R4 = R to Uwy = - ( Uwe1 + Uwe2 + Uwe3 )
Wzmacniacz ró\
nicowy (rys.40 d)
Układ jest połączeniem układu odwracającego i nieodwracającego. Napięcie wyjściowe jest
proporcjonalne do ró\
nicy napięć wejściowych.
a) b)
R2 R2
R1 R1
R3
Uwe
Uwy
Uwy
Uwe
R3
Uwy R2 Uwy R2
Ku = = - Ku = =1+
Uwe R1 Uwe R1
c) d)
R1
R2
R2 R4
Uwe1
R1
R3
Uwe2
R3
Uwe1
Uwe3
Uwy Uwy
R4
R5 Uwe2
R2
Uwy = (Uwe2 - Uwe1)
R4 R4 R4
R1
Uwy= -( Uwe1 + Uwe2+ Uwe3)
R1 R2 R3 R2 R4
gdy =
R1 R3
Rys. 40. Wzmacniacz: a) odwracający, b) nieodwracający, c) sumujący, d) ró\
nicowy [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
Wzmacniacz całkujący (integrator) (rys. 41)
Układ realizuje operację matematyczną zwaną całkowaniem, z jednoczesnym
odwróceniem sygnału. Z przebiegu prostokątnego wytwarza trójkątny (rys. 41b). Nie zmienia
kształtu przebiegu sinusoidalnego, ale przesuwa go o 90o (rys. 41c). Dla przebiegów
sinusoidalnych jest filtrem dolnoprzepustowym (rys. 41d), Ku maleje ze wzrostem
częstotliwości.
a) b) c)
C
Uwe
Uwe
R t
t
Uwy
Uwy
Uwe
t
Uwy t
d)
Ku
1
XC 2 Å" Ä„ Å" f Å" C 1
Ku= = =
R R 2 Å" Ä„ Å" f Å" R Å" C
f
Rys. 41. Wzmacniacz całkujący: a) Schemat, b), c) przebiegi czasowe, d) charakterystyka częstotliwościowa
idealnego układu całkującego [opracowanie własne]
Wzmacniacz ró\
niczkujÄ…cy (rys. 42)
Układ realizuje operację matematyczną zwaną ró\
niczkowaniem, z jednoczesnym
odwróceniem sygnału. Z przebiegu prostokątnego wytwarza impulsy szpilkowe (rys. 42b).
Nie zmienia kształtu przebiegu sinusoidalnego, ale przesuwa go o -90o (rys. 42c). Dla
przebiegów sinusoidalnych jest filtrem górnoprzepustowym (rys.42d), Ku rośnie ze wzrostem
częstotliwości.
a) b) c)
R
Uwe
Uwe
C
t
t
Uwy
Uwy
t
Uwe
t
Uwy
d)
Ku
R R
Ku= = = 2 Å" Ä„ Å" f Å" R Å" C
1
XC
f
2 Å" Ä„ Å" f Å" C
Rys. 42. Wzmacniacz ró\
niczkujący: a) schemat, b), c) przebiegi czasowe, d) charakterystyka częstotliwościowa
idealnego układu ró\
niczkującego [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
Komparator (rys. 43)
Układ stosowany do porównywania dwóch napięć (wartości chwilowych). W zale\
ności
od wartości napięcia wejściowego Uwe w stosunku do napięcia odniesienia Uodn, na wyjściu
pojawia się jeden z dwóch stanów, najczęściej o wartościach nieco mniejszych od wartości
napięcia zasilania komparatora +Uz i  Uz (rys. 43b). Dla sygnałów wejściowych
wolnozmiennych, odpowiadajÄ…cych np. zmianom temperatury, zapadajÄ…cemu zmierzchowi
itp. po\
ądane jest stosowanie komparatorów z histerezą (rys. 43c). Histerezę uzyskuje się
przez zrealizowanie dodatniego sprzÄ™\
enia zwrotnego.
a) b) c)
Uwy Uwy
Uodn
Uodn Uwe
Uodn Uwe
Uwy
Uwe
Rys. 43. Komparator: a) symbol, b) charakterystyka statyczna, c) charakterystyka statyczna komparatora
z histerezą [opracowanie własne]
Wytwarzanie układów scalonych
Półprzewodnikowe monolityczne układy scalone wykonuje się w technologii
epitaksjalno-planarnej. Najpierw nale\
y uzyskać czysty półprzewodnik. Następnie
wprowadza się niewielkie ilości domieszek, aby otrzymać płytkę z krzemu typu P lub N. Na
wierzchu wytwarza się warstwę izolacyjną z dwutlenku krzemu, w której w odpowiednich
miejscach wytrawiane sÄ… otwory. Przez otwory wprowadzane sÄ… do warstwy np. N, domieszki
półprzewodnika typu P. Taki proces powtarza się w celu wprowadzenia kolejnych obszarów
domieszkowanych. Nakładane są te\
warstwy przewodzące (aluminiowe), w celu połączenia
wybranych punktów w całość, stanowiącą układ scalony, oraz do wyprowadzenia ich na
zewnątrz układu.
W strukturze monolitycznego układu scalonego jest wiele tranzystorów, diod
wytwarzanych jako tranzystory ze zwartym kolektorem z bazą, oraz rezystorów. Cewki
wykonywane są bardzo rzadko, o indukcyjnościach rzędu ułamków mikrohenra, jako spiralne
warstwy metalu nało\
one na powierzchni izolacyjnej. Kondensatory wykonuje się częściej,
ale o małych wartościach pojemności, zwykle do kilku pikofaradów.
Wzmacniacz operacyjny jest przykładem bardzo prostego układu scalonego.
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Gdzie znalazły zastosowanie wzmacniacza operacyjne?
2. Jakie parametry ma idealny wzmacniacz operacyjny?
3. Czy wzmacniacz operacyjny mo\
e wzmacniać napięcia stałe?
4. Jak wyglÄ…da symbol i charakterystyka statyczna wzmacniacza operacyjnego?
5. Czy potrafisz rozpoznać podstawowe układy ze wzmacniaczami operacyjnymi?
6. Jak oblicza się napięcie wyjściowe ró\
nych układów ze wzmacniaczem operacyjnym?
7. Jak wyglÄ…da odpowiedz
na przebieg prostokÄ…tny, oraz sinusoidalny wzmacniacza
całkującego i ró\
niczkujÄ…cego?
8. Od czego zale\
y wzmocnienie napięciowe podstawowych układów wzmacniaczy?
9. Do czego słu\
y komparator i jak wyglÄ…da jego charakterystyka statyczna?
10. W jaki sposób wytwarza się monolityczne układy scalone?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj badanie układów wzmacniaczy. Narysuj charakterystyki statyczne Uwy=f(Uwe).
R2 R2
a) b)
R1 R1
ZAS ZAS
+Uz +Uz
R3
Uwe
-Uz -Uz
V
ZAS
V V
Uwy Uwy
Uwe
V
R3 ZAS
Badany
Badany
wzmacniacz
wzmacniacz
Rys. do ćwiczenia 1
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) ustalić z nauczycielem wartość napięcia zasilania wzmacniaczy ąUz, wzmocnienie Ku
ustawiane potencjometrem R2, zakres zmian napięcia wejściowego Uwe, zaproponować
tabelę pomiarów,
2) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia 1a, potem 1b,
3) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
4) ustawić potencjometr R2 w poło\
eniu zapewniającym ustalone wcześniej wzmocnienie
Ku, przy zadanym napięciu wejściowym Uwe.,
5) ustawiać napięcie wejściowe (w ustalonym z nauczycielem przedziale, np. co 1V)
i mierzyć napięcie wyjściowe Uwy, zanotować wyniki pomiarów w tabeli,
6) obliczyć wzmocnienie Ku dla ka\
dej wartości napięcia wejściowego,
7) narysować charakterystyki Uwy = f(Uwe),
8) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- dwa zasilacze laboratoryjne,
- zestaw badanych wzmacniaczy,
- dwa multimetry cyfrowe,
- materiały i przybory do pisania.
Ćwiczenie 2
Wykonaj badanie wzmacniacza całkującego i ró\
niczkujÄ…cego. Narysuj charakterystyki
Uwy = f(f). Zaobserwuj działanie wzmacniaczy, przy pobudzeniu przebiegiem prostokątnym,
dla ró\
nych częstotliwości. Narysuj przebiegi czasowe napięć Uwe i Uwy dla wybranej
częstotliwości f.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
ZAS
+Uz -Uz
Badany wzmacniacz
Uwy
Uwe
GEN
Rys. do ćwiczenia 2
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) ustalić z nauczycielem wartość napięcia zasilania wzmacniaczy ąUz, wartość napięcia
wejściowego Uwe nastawianego na generatorze przebiegu sinusoidalnego, zakres zmian
częstotliwości, zaproponować tabele dla Uwy = f(f),
2) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia 2 (najpierw układ całkujący,
potem ró\
niczkujÄ…cy,
3) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
4) zmierzyć oscyloskopem, ustaloną wcześniej, wartość amplitudy napięcia wejściowego
Uwe, zanotować wynik w tabeli,
5) ustawiać częstotliwości sygnału z generatora (w ustalonym z nauczycielem przedziale)
i mierzyć oscyloskopem wartość amplitudy napięcia wyjściowego Uwy dla danej
częstotliwości, zanotować wyniki pomiarów w tabeli,
6) narysować charakterystyki Uwy = f(f),
7) przełączyć generator na przebiegi prostokątne, zmieniając częstotliwość obserwować
kształt przebiegu wyjściowego,
8) narysować na papierze milimetrowym wybrany przebieg wejściowy i wyjściowy (jeden
pod drugim), przy ustalonej częstotliwości f,
9) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zasilacz laboratoryjny,
- generator przebiegów sinusoidalnych i prostokątnych,
- zastaw badanych wzmacniaczy,
- oscyloskop,
- papier milimetrowy,
- przybory do pisania.
Ćwiczenie 3
Wykonano pomiary wzmacniacza operacyjnego sumujÄ…cego, przedstawionego na rys. do
ćwiczenia 3, z rezystorami o wartościach: R1 = 1 k&!, R2 = 2k&!, R3 = 1k&!, R4 = 2k&!,R5 = 1
k&!. Wzmacniacz zasilono napięciem +Uz = +12V i  Uz = -12V, zadano napięcia wejściowe:
Uwe1 = 2V, Uwe2 = 1,5V, Uwe3 = 0,5V. Zmierzono napięcie wyjściowe i uzyskano Uwy = -5V.
Wska\
element układu, który jest uszkodzony.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
R1
R2 R4
Uwe1
+Uz
R3
Uwe2
Uwe3
Uwy
-Uz
R5
Rys. do ćwiczenia 3
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać odpowiedni wzór dla układu sumującego,
2) obliczyć napięcie wyjściowe dla zadanych napięć wejściowych, przy określonych
wartościach rezystorów,
3) sprawdzić, który składnik sumy napięć ma wpływ na błędną pracę układu,
4) zapisać wniosek, który z rezystorów i jak (przerwa/zwarcie) jest uszkodzony.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- arkusz papieru formatu A4,
- przybory do pisania.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wymienić podstawowe parametry wzmacniacza operacyjnego?
1
1

2) narysować symbol i charakterystykę statyczną wzmacniacza?
1
1

3) wskazać zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych?
1
1

4) rozpoznać podstawowe układy ze wzmacniaczami operacyjnymi?
1
1

5) obliczyć napięcie wyjściowe dla podstawowych układów?
1
1

6) narysować odpowiedz
wzmacniacza całkującego i ró\
niczkujÄ…cego
na przebieg prostokÄ…tny?
1
1

7) narysować charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy?
1
1

8) objaśnić działania komparatora i narysować jego charakterystykę
statyczną (przejściową)?
1
1

9) scharakteryzować metodę wytwarzania monolitycznych układów
scalonych?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
4.4. Generatory
4.4.1. Materiał nauczania
Generatory
Generatory to układy wytwarzające przebiegi zmienne, o określonym kształcie
np. sinusoidalnym, prostokątnym, trójkątnym, kosztem energii ze z
ródła napięcia stałego.
Przetwarzanie to odbywa siÄ™ zawsze ze stratami, których miarÄ… jest sprawność ·, definiowana
tak samo jak dla wzmacniaczy. Sprawność · i moc wyjÅ›ciowa Pwy, sÄ… parametrami istotnymi
tylko dla generatorów mocy. Najwa\
niejszymi parametrami generatorów są: częstotliwość
generowanego przebiegu fo [Hz], staÅ‚ość czÄ™stotliwoÅ›ci ´f i staÅ‚ość amplitudy ´U. Je\
eli
generator wytwarza przebiegi w pewnym zakresie częstotliwości to mówimy, \
e jest
przestrajany i określamy zakres przestrajania af..
"Uwym
"f fmin
´f = ´U = af =
fo Uwyo fmax
´f  współczynnik staÅ‚oÅ›ci czÄ™stotliwoÅ›ci,
´U  współczynnik staÅ‚oÅ›ci amplitudy,
af  zakres przestrajania częstotliwości,
"f  zmiany częstotliwości,
fo  częstotliwość znamionowa,
"Uwym  zmiany amplitudy,
Uwyo  amplituda znamionowa,
fmin  częstotliwość minimalna,
fmin  częstotliwość maksymalna.
Czynnikami zewnętrznymi wpływającymi na stałość częstotliwości i amplitudy są: wahania
napięcia zasilającego, temperatura otoczenia i zmiany wartości obcią\
enia.
Wpływ napięcia zasilania na częstotliwość przebiegu wyjściowego określa napięciowy
współczynnik częstotliwości NZf
´f
NZf =
"UZ
´f  współczynnik staÅ‚oÅ›ci czÄ™stotliwoÅ›ci, przy zmianach napiÄ™cia zasilania,
"UZ  zmiany napięcia zasilania.
Wpływ napięcia zasilania na amplitudę przebiegu wyjściowego określa napięciowy
współczynnik amplitudy NZU
´U
NZU =
"UZ
´U  współczynnik staÅ‚oÅ›ci amplitudy przy zmianach napiÄ™cia zasilania,
"UZ  zmiany napięcia zasilania.
Pomiar częstotliwości wykonuje się częstościomierzem cyfrowym, a w przypadku jego braku
oscyloskopem.
Generatory przebiegów sinusoidalnych
Generatory przebiegów sinusoidalnych buduje się jako połączenie wzmacniacza
o wzmocnieniu napięciowym Ku i przesunięciu fazowym Ć, oraz układu LC lub RC,
włączonego w obwód dodatniego sprzę\
enia zwrotnego, o współczynniku sprzę\
enia ²
i przesuniÄ™ciu fazowym È (rys. 44).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
Uz
Uwy
wzmacniacz
Ku ( Õ )
( Õ )
( Õ )
( Õ )
układ LC
² ( È )
² ( È )
² ( È )
² ( È )
Rys. 44. Schemat blokowy generatora [opracowanie własne]
Aby nastąpiło wzbudzenie drgań w układzie i ich podtrzymanie muszą być spełnione dwa
warunki: amplitudy i fazy
Warunek amplitudy: Ku Å"² =1,
Warunek fazy: Õ + È = 0 + 2kÄ„ k = 1,2,3...
Generatory LC
Dla du\
ych częstotliwości dobre parametry mają generatory z czwórnikami LC:
generator Meissnera, Hartleya, Colpittsa i ich modyfikacje np. Clappa. Najczęściej stosuje się
generator Colpittsa (rys. 45).
+Uz
L
CB
RB1
CB
Uwy
RB2
CE
1
RE
fo =
C1 Å"C2
2Ä„ L12( )
C1 C2
C1 + C2
L12
Rys. 45. Generator Colpittsa [opracowanie własne]
Częstotliwość drgań zale\
y jedynie od wartości elementów L12, C1 C2 czwórnika LC
i mo\
e być przestrajana poprzez zmianę parametru jednego z tych elementów. Zastosowany
w przykładowym układzie wzmacniacz tranzystorowy w układzie OE, przesuwa fazę o 180o,
aby był spełniony warunek fazy, czwórnik LC musi przesuwać o dalsze 180o. Wzmacniacz
zapewnia takie wzmocnienie, Ku, aby był spełniony warunek amplitudy i wzbudzone drgania
nie wygasły.
Generatory RC
Generatory RC dla małych i średnich częstotliwości (do 100 kHz) mają lepsze parametry
ni\
generatory LC. W zakresie małych częstotliwości najczęściej stosuje się generator
z mostkiem Wiena (rys. 46).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
R2
R1
1
fo =
Uwy 2Ä„RC
R2
Ku = = 3
R1
R
C
C R
Rys. 46. Generator z mostkiem Wiena [opracowanie własne]
Częstotliwość drgań zale\
y jedynie od wartości elementów R i C czwórnika RC i mo\
e
być przestrajana poprzez zmianę parametru obydwu rezystorów lub kondensatorów naraz.
Warunek fazy jest spełniony tylko przy jednej częstotliwości fo, gdy Xc = R. Ta częstotliwość
to fo = 1/(2ĄR*C). Wzmacniacz musi zapewnić wzmocnienie Ku przynajmniej równe 3,
aby był spełniony warunek amplitudy i wzbudzone drgania nie gasły.
Generatory kwarcowe
Gdy wymagana jest du\
a stałość częstotliwości np. w zegarach, komputerach,
nadajnikach radiowych itp. stosuje siÄ™ generatory z rezonatorem kwarcowym. Kwarce mogÄ…
zastępować szeregowe i równoległe obwody rezonansowe. Je\
eli zamiast cewki L12
w generatorze Colpittsa (rys. 45) umieścimy rezonator kwarcowy, to uzyskamy tzw. generator
Pierce a.
Generatory przebiegów niesinusoidalnych
Przerzutniki astabilne (samowzbudne) wytwarzają przebiegi okresowe, o kształcie
zbli\
onym do prostokąta. Przerzutniki monostabilne wytwarzają jeden impuls pod wpływem
sygnału sterującego, a bistabilne umo\
liwiają przejście z jednego stanu stabilnego
do drugiego, przy czym za ka\
dym razem wymagajÄ… impulsu sterujÄ…cego. Podstawowymi
parametrami przebiegów prostokątnych (rys. 47) są: amplituda Um, czas trwania impulsu ti,
czas przerwy tp, czas narastania tn, czas opadania to, częstotliwość f i współczynnik
wypełnienia v.
U
Um
0,9Um
T = ti + tp
0,5Um
v = ti / T
t
0,1Um
tn ti to tp
Rys. 47. Parametry przebiegów prostokątnych [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
Najprostszym przerzutnikiem astabilnym jest układ dwóch wzmacniaczy
tranzystorowych objętych pojemnościowym (dodatnim) sprzę\
eniem zwrotnym (rys. 48).
+UZ
Rc1
Rb2 Rb1 Rc2
T = ti + tp = 0,69·Rb1·Cb1 + 0,69·Rb2·Cb2
Cb2 Cb1
ti  czas trwania impulsu
Uwy2
Uwy1
tp  czas trwania przerwy
T1 T2
Rys. 48. Tranzystorowy przerzutnik astabilny [opracowanie własne]
Tranzystory T1 i T2 przechodzą na przemian, ze stanu nasycenia w stan odcięcia.
Częstotliwość przebiegu zale\
y od wartości elementów Rb i Cb, a amplituda od wartości
napięcia zasilania UZ.
Generatory funkcyjne
Generatory funkcyjne wytwarzają sygnały: prostokątne, trójkątne i sinusoidalne
o zmiennych parametrach (przestrajanie częstotliwości, zmiana amplitudy, zmiana
współczynnika wypełnienia impulsów itp.). Budowane są na bazie układów scalonych
np. ICL8038 i zapewniają doskonałe parametry. Przebiegi liniowe (trójkątne) uzyskuje się
najczęściej przez ładowanie i rozładowanie kondensatora stałym prądem. Przebiegi
sinusoidalne uzyskuje się przez przekształcenie przebiegu trójkątnego.
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie są rodzaje generatorów?
2. Jakie są parametry generatorów?
3. Kiedy układ zło\
ony ze wzmacniacza i układu sprzę\
enia mo\
e być generatorem?
4. Które elementy generatorów decydują o wartości generowanej częstotliwości?
5. Co to sÄ… generatory kwarcowe?
6. Czym ró\
niÄ… siÄ™ przerzutniki astabilne, monostabilne i bistabilne?
7. Co to jest współczynnik wypełnienia impulsów prostokątnych?
8. Jakie przebiegi wytwarzajÄ… generatory funkcyjne?
9. Jakimi przyrzÄ…dami pomiarowymi mo\
na mierzyć częstotliwość napięcia
sinusoidalnego?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj badanie przebiegu napięcia wyjściowego generatora sinusoidalnego RC,
z mostkiem Wiena. Narysuj na papierze milimetrowym przebieg napięcia w funkcji czasu.
Oblicz wartość częstotliwości generatora, znając wartości elementów RC. Przeanalizuj wpływ
zmian napięcia zasilania na amplitudę i częstotliwość generowanego przebiegu.
ZAS
+Uz -Uz
V
Uz
Badany generator
Uwy
Rys. do ćwiczenia 1
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z układem generatora na stanowisku pomiarowym,
2) ustalić z nauczycielem wartość napięcia zasilania generatora,
3) zaplanować tabelę pomiarów,
4) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia1,
5) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
6) obserwować przebieg na oscyloskopie, zmierzyć amplitudę i częstotliwość przebiegu,
i przerysować go na papier milimetrowy,
7) obliczyć generowaną częstotliwość (odnalez
ć wzór), ze znajomości elementów RC,
8) zmieniać napięcie zasilania od wartości maksymalnej do zerwania drgań i zanotować
wielkość zmian amplitudy i częstotliwości tym wywołane, obliczyć napięciowe
współczynniki amplitudy i częstotliwości,
9) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zasilacz laboratoryjny,
- badany generator,
- multimetr cyfrowy,
- oscyloskop,
- papier milimetrowy,
- przybory do pisania.
Ćwiczenie 2
Wykonaj badanie przebiegów napięcia wyjściowego astabilnego przerzutnika
tranzystorowego. Narysuj na papierze milimetrowym przebieg napięcia w funkcji czasu.
Oblicz czasy trwania impulsu i przerwy, znając wartości elementów RC. Zmierz czas
narastania impulsu. Przeanalizuj wpływ zmian napięcia zasilania na amplitudę i częstotliwość
generowanego przebiegu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
+UZ
V ZAS
Rc1 Rb2 Rb1 Rc2
Cb2 Cb1
Uwy2
Uwy1
T1 T2
Badany przerzutnik
Rys. do ćwiczenia 2
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z układem przerzutnika na stanowisku pomiarowym,
2) ustalić z nauczycielem wartość napięcia zasilania przerzutnika,
3) zaplanować tabelę pomiarów,
4) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia 2,
5) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
6) obserwować przebiegi na oscyloskopie, przerysować je na papier milimetrowy,
wyznaczyć amplitudę i częstotliwość przebiegu, (czas trwania impulsu ti i przerwy tp),
7) obliczyć czas trwania impulsu i przerwy, ze znajomości elementów RC,
8) zmierzyć oscyloskopem czas narastania impulsu tn,
9) zmieniać napięcie zasilania od wartości maksymalnej do zerwania drgań i zanotować
wielkość zmian amplitudy i częstotliwości tym wywołane, obliczyć napięciowe
współczynniki amplitudy i częstotliwości,
10) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zasilacz laboratoryjny,
- badany przerzutnik,
- multimetr cyfrowy,
- oscyloskop,
- papier milimetrowy,
- przybory do pisania.
Ćwiczenie 3
Wykonaj badanie generatora funkcyjnego, przebiegu prostokątnego, trójkątnego
i sinusoidalnego. Zbadaj zakres przestrajania częstotliwości i zakres zmian amplitudy. Ustal
czy generator umo\
liwia: zmianę współczynnika wypełnienia impulsów prostokątnych,
uzyskanie przebiegów piłokształtnych, uzyskanie przebiegów symetrycznych w stosunku do
masy itp.
Generator Uzas
funkcyjny
Amp[V]
Freq[Hz]
Rys. do ćwiczenia 3
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z generatorem na stanowisku pomiarowym (opis, instrukcja),
2) ustalić z nauczycielem sposób zasilania generatora funkcyjnego,
3) zaplanować tabelę pomiarów,
4) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia 3,
5) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
6) obserwować przebiegi na oscyloskopie, wyznaczyć zakres przestrajania częstotliwości
i zakres zmian amplitudy przebiegu prostokątnego, trójkątnego i sinusoidalnego,
7) ustalić czy generator umo\
liwia: zmianę współczynnika wypełnienia impulsów
prostokątnych, uzyskanie przebiegów piłokształtnych, uzyskanie przebiegów
symetrycznych w stosunku do masy, lub inne funkcje,
8) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- badany generator funkcyjny np. generator laboratoryjny stosowany do zadawania
przebiegów w innych ćwiczeniach,
- oscyloskop,
- materiały i przybory do pisania.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wymienić rodzaje generatorów?
1
1

2) scharakteryzować parametry generatorów?
1
1

3) zapisać i objaśnić warunki amplitudy i fazy?
1
1

4) wskazać elementy w układach decydujące o wartości częstotliwości?
1
1

5) objaśnić ró\
nice między przerzutnikami astabilnymi, monostabilnymi
i bistabilnymi?
1
1

6) obliczyć współczynnik wypełnienia przebiegu prostokątnego?
1
1

7) zmierzyć częstotliwość przebiegu za pomocą oscyloskopu?
1
1

8) zmierzyć oscyloskopem czas narastania impulsu prostokątnego?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
4.5. Zasilacze
4.5.1. Materiał nauczania
Zasilacze
Prawie ka\
dy układ elektroniczny wymaga zasilania napięciem stałym. Zasilacz sieciowy
zamienia napięcie przemienne (sieci energetycznej 230V/50Hz), na napięcie stałe.
Zbudowany jest z transformatora obni\
ającego wartość napięcia przemiennego, prostownika
przetwarzajÄ…cego prÄ…d przemienny dwukierunkowy na jednokierunkowy, oraz filtru
wygładzającego napięcie wyprostowane, (rys. 49). Zwykle zasilacz posiada układ stabilizacji,
który utrzymuje stałą wartość napięcia lub prądu niezale\
nie od zmian napięcia sieciowego
i obciÄ…\
enia.
Transfor- Prosto- Filtr Stabilizator
mator
wnik
Uwe
7805
M1
230V
Uwy
50Hz C1
C2 C3
+5V/0,5A
470uF
100nF 100nF
Rys. 49. Zasilacz sieciowy [opracowanie własne]
Prostownik mo\
e być jednopołówkowy (rys. 50a), zbudowany z jednej diody, lub
dwupołówkowy (rys. 50b, c) zbudowany z dwóch lub czterech diod. Prostownik z dwiema
diodami wymaga transformatora z wyprowadzonym odczepem na środku uzwojenia
wtórnego. Najczęściej stosowany jest prostownik z czterema diodami tzw. mostek Graetza.
U1
U1
t t
a)
U2 U2
t t
C Ro
U1
U2
b)
U2 U2
C Ro t t
U2
U1
c)
U2 U2
U1
t t
C Ro
U2
bez kondenstora C z kondenstorem C
Rys. 50. Układy prostowników i przebiegi czasowe napięcia bez filtru C i z filtrem: a) prostownik
jednopołówkowy, b), c) prostownik dwupołówkowy [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
Napięcie uzyskane na wyjściu prostownika (bez filtru), mo\
na traktować jako sumę
pewnej składowej stałej U2s równej wartości średniej napięcia, oraz składowej zmiennej
zwanej tętnieniami. Wartość średnia przebiegu wyprostowanego jednopołówkowo
i dwupołówkowo wynosi odpowiednio:
U1m 2 Å" U1m
U2s = , U2s =
Ä„ Ä„
U2s  wartość średnia napięcia wyprostowanego (składowa stała),
U1m  wartość maksymalna napięcia U1 na wejściu prostownika.
Rolą filtru jest zmniejszenie tętnień i zwiększenie wartości napięcia stałego. Filtr
w najprostszej postaci mo\
e być kondensatorem lub baterią kondensatorów połączonych
równolegle z obcią\
eniem. Jest to najlepsze rozwiązanie dla zasilaczy małych mocy. Przy
większych mocach dostarczanych do obcią\
enia (kilkadziesiąt watów), lepiej filtrują dławiki
włączone szeregowo z obcią\
eniem. Im większe wartości pojemności i indukcyjności filtru
tym lepsze filtrowanie. Przykłady filtrów pokazano na rys. 51.
a) b) c)
L
L
R
C2 C1
C1 C2
C
Rys. 51. Przykłady filtrów tętnień [opracowanie własne]
Stabilizator napięcia utrzymuje stałą wartość napięcia na wyjściu zasilacza niezale\
nie
od zmian napięcia wejściowego, rezystancji obcią\
enia i temperatury. W najprostszym
stabilizatorze (parametrycznym) wykorzystuje się właściwości diody Zenera, spolaryzowanej
w kierunku zaporowym (rys. 52a). Je\
eli napięcie wejściowe Uwe wzrośnie, to wzrośnie prąd
Iz płynący przez diodę i rezystor Rs. Napięcie na diodzie a więc i Uwy prawie się nie zmieni,
a cały przyrost napięcia wejściowego odło\
y siÄ™ na rezystorze Rs. Rezystor szeregowy Rs
ustala prÄ…d Iz jaki mo\
e płynąć przez diodę, przy zało\
onych zmianach napięcia wejściowego.
Uwemax - Uwy
IZmax =
RS
Gdzie:
Uwemax  napięcie wejścia max,
Uwy  napięcie wyjścia,
IZmax  prÄ…d zaporowy maxymalny,
Rs  rezystor stabilizacyjny.
Podłączone obcią\
enie Ro przejmuje część tego prądu, ale nie więcej ni\
wartość maksymalną
IZmax, a poniewa\
ma on małą wartość, to stabilizator ma ograniczone zastosowanie.
Obecnie szerokie zastosowanie majÄ… scalone stabilizatory kompensacyjne serii 78XX
(rys. 52b), produkowane na wybrane napięcia wyjściowe, w zakresie od 5V do 24V.
Producent zaleca dołączenie kondensatorów o niewielkich pojemnościach na wejściu
i wyjściu układu.
Io
Rs
I
7805
Iz Uwy Ro Uwe
Uwe
C1 C2
Ro
Uwy
DZ
Rys. 52. Stabilizator: a) z diodą Zenera, b) scalony [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
Oba rodzaje stabilizatorów nale\
ą do grupy stabilizatorów o działaniu ciągłym i do
poprawnej pracy wymagają podania na wejście napięcia o wartości większej od
oczekiwanego na wyjściu. Dla stabilizatorów scalonych przyjmuje się minimalną ró\
nicÄ™ na
poziomie 2,5 V.
Stabilizatory scalone umo\
liwiają regulację napięcia wyjściowego (rys.53), od wartości
minimalnej równej Uo, do napięcia o 2,5 V ni\
szego od napięcia wejściowego Uwe.
7805
LM317
R2
C1
Uwy = Uo Å" (1 + )
Uo R1
R1
Uwe
Uo = 5V dla 7805
Uwy Ro
Uo = 1,25V dla LM317
R2
Rys. 53. Stabilizator o regulowanym napięciu wyjściowym [opracowanie własne]
Obok stabilizatorów napięcia funkcjonują stabilizatory prądu zapewniające utrzymanie
stałej wartości prądu, w pewnych granicach zmian wartości obcią\
enia.
Stabilizatory i zasilacze mogą funkcjonować jako niezale\
ne urzÄ…dzenia. IstniejÄ…
stabilizatory i zasilacze impulsowe o zupełnie innej konstrukcji i sposobie działania, lepszej
sprawności, nie tylko obni\
ające, ale równie\
podwy\
szające wartość napięcia.
Podstawowymi parametrami stabilizatorów i zasilaczy są: napięcie wejściowe Uwe [V],
napiÄ™cie wyjÅ›ciowe Uwy [V], moc wyjÅ›ciowa Pwy [W], sprawność · [%], napiÄ™cie tÄ™tnieÅ„
(wartość międzyszczytowa) Utpp [V], oraz współczynnik stabilizacji napięcie wyjściowego od
zmian napięcia wejściowego SU [%] i współczynnik stabilizacji napięcia wyjściowego od
zmian obciÄ…\
enia SI [%]. Napięcie tętnień mierzy się oscyloskopem, przy obcią\
eniu wyjścia.
Pwy Uwy Å" Iwy
Sprawność · = Å"100% = Å"100%
Pwe Uwe Å" Iwe
Charakterystyki stabilizatora napięcia: Uwy = f(Uwe), oraz Uwy = f(Iwy), przedstawia rys. 54.
a) b)
Uwy
Uwy
"Uwy
"Uwy Uwymax
Uwe
Iwy
Iwymax
"Uwe
"Uwy
"Uwy
SU = Å"100% przy Iwy = Iwymax SI = Å"100% przy Iwy = 0 do Iwymax
"Uwe Uwy max
Rys. 54. Charakterystyki stabilizatora: a) przejściowa, b) obcią\
eniowa [opracowanie własne]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Z jakich podzespołów zbudowany jest zasilacz?
2. Jakie są rodzaje prostowników i jak wyglądają przebiegi wyprostowane?
3. Jak zbudowane są filtry i kiedy dławik jest dobrym filtrem?
4. Dlaczego dioda Zenera mo\
e być stabilizatorem napięcia?
5. Jakie musi być napięcie na wejściu stabilizatora o działaniu ciągłym?
6. Jakie są parametry zasilaczy i stabilizatorów, co to jest sprawność zasilacza?
7. Jak zmienia się napięcie wyjściowe stabilizatora rzeczywistego, podczas zwiększania
napięcia wejściowego i prądu obcią\
enia?
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Wykonaj badanie przebiegów napięć wyjściowych prostownika jednopołówkowego
i dwupołówkowego, bez filtru pojemnościowego i z filtrem pojemnościowym. Narysuj
na papierze milimetrowym przebiegi napięć w funkcji czasu. Przeanalizuj wpływ wartości
pojemności C na średnią wartość napięcia wyjściowego. Zmierz wartość napięcia tętnień.
Filtr
Badany
prosto-
C1 C2 C3
V
Uwe Uwy Ro
wnik
Rys. do ćwiczenia 1
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z zawartością zestawu prostowników i filtrów na stanowisku pomiarowym,
2) ustalić z nauczycielem kolejność badania układów, wartość rezystancji Ro i pojemności
C, oraz sposób zasilania prostowników napięciem przemiennym,
3) zaplanować tabelę pomiarów dla wszystkich mo\
liwych przypadków pomiaru,
4) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia 1,
5) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
6) obserwować przebiegi na oscyloskopie, przerysować je na papier milimetrowy,
7) zanotować wartości średnie napięcia pulsującego, zmierzonego multimetrem cyfrowym
dla obu prostowników, bez kondensatorów i z kondensatorami,
8) zaznaczyć wartość średnią napięcia zmierzonego multimetrem na wykresie czasowym
przerysowanym z oscyloskopu,
9) zmierzyć oscyloskopem napięcie tętnień (wartość międzyszczytową), dla obu
prostowników, przy tym samym filtrze,
10) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- transformator lub generator przebiegów sinusoidalnych,
- rezystor dekadowy,
- zestaw prostowników i kondensatorów,
- multimetr cyfrowy,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
- oscyloskop,
- papier milimetrowy.
Ćwiczenie 2
Wykonaj badanie stabilizatora z diodÄ… Zenera i stabilizatora scalonego. Narysuj
charakterystyki napięcia wyjściowego w funkcji napięcia wejściowego oraz w funkcji
rezystancji obciÄ…\
enia Ro. Oblicz współczynniki stabilizacji od zmian napięcia wejściowego
i obciÄ…\
enia.
a) b)
Rs
7805
ZAS ZAS
Ro Ro
V Uwe DZ Uwy V V Uwe C1 C2 Uwy V
100n 100n
Rys. do ćwiczenia 2 a) układ pomiarowy z diodą Zenera b) układ pomiarowy ze stabilizatorem scalonym
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać w katalogu lub Internecie podstawowe parametry badanej diody Zenera
i stabilizatora scalonego, zaproponować tabelę pomiarów,
2) ustalić z nauczycielem wartość rezystancji Rs, zakres regulacji napięcia wejściowego Uwe
dla ka\
dego badanego układu, zakres zmian prądu obcią\
enia Iwy (poprzez zmianÄ™
rezystancji dekady Ro),
3) połączyć układ pomiarowy zgodnie z rys. do ćwiczenia 2a, potem 2b,
4) po sprawdzeniu połączeń przez nauczyciela, włącza on napięcie zasilania,
5) zmierzyć wartość napięcia wyjściowego Uwy, przy zmianach napięcia wejściowego Uwe
od 0V ÷ Uwemax (wczeÅ›niej ustalonego), przy obciÄ…\
eniu Ro odpowiadajÄ…cym
maksymalnemu prądowi Iwymax., odnotować wyniki pomiaru w tabeli, wykonać wykres
Uwy=f(Uwe), obliczyć współczynnik stabilizacji od zmian napięcia wejściowego,
6) zmierzyć wartość napięcia wyjściowego Uwy, przy zmianach prądu obcią\
enia Iwy
(poprzez zmiany rezystancji Ro, od wartości maksymalnej Romax do minimalnej Romin,
zanotować wyniki pomiarów w tabeli, wykonać wykres Uwy=f(Ro), obliczyć
współczynnik stabilizacji od zmian obcią\
enia,
7) opracować wnioski.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- zasilacz regulowany,
- zestaw stabilizatorów diodowych i układów scalonych,
- dwie dekady rezystancji,
- dwa multimetry cyfrowe.
Ćwiczenie 3
Oblicz w jakim zakresie mo\
esz zmieniać napięcie wyjściowe Uwy stabilizatora
regulowanego zamieszczonego na rys. do ćwiczenia 3, przy zadanym napięciu wejściowym
Uwe=30V. Przyjmij wartoÅ›ci rezystancji: R1 = 200&!, R2 = 0 ÷ 4k&!. Odszukaj w katalogu
parametry badanego stabilizatora scalonego i ustal, do jakiej wartości mo\
esz zwiększyć
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
maksymalnie napięcie wejściowe i rozszerzyć zakres regulacji Uwy. Wartość którego
z elementów w układzie musisz w tym celu zmienić.
LM317
C1
Uo R1
Uwe
Uwy Ro
R2
Rys. do ćwiczenia 2
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać odpowiedni wzór dla układu stabilizatora regulowanego,
2) obliczyć wartości napięć wyjściowych przy skrajnych poło\
eniach suwaka
potencjometru,
3) zapisać wniosek, w jakim zakresie mo\
na zmieniać napięcie stabilizatora,
4) odszukać w katalogu dopuszczalną maksymalną wartość napięcia wejściowego,
5) przeanalizować, który z elementów R1, R2 musisz zmienić (co do wartości), aby
rozszerzyć zakres regulacji stabilizatora.
6) zapisać wniosek.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- arkusz papieru formatu A4,
- kalkulator,
- katalog stabilizatorów.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować bloki funkcjonalne zasilacza?
1
1

2) narysować układy prostowników i przebiegi czasowe na wyjściach ?
1
1

3) wyjaśnić dlaczego dioda Zenera mo\
e być stabilizatorem?
1
1

4) analizować wpływ elementów filtrów na wartość napięcia tętnień?
1
1

5) porównać parametry zasilacza?
1
1

6) zmierzyć napięcie tętnień?
1
1

7) narysować charakterystykę przejściową stabilizatora?
1
1

8) obliczyć współczynniki stabilizacji od zmian napięcia wejściowego
i obciÄ…\
enia na podstawie uzyskanych wyników pomiarów?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uwa\
nie instrukcjÄ™.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 24 zadania. Do ka\
dego zadania dołączone są 4 mo\
liwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki nale\
y błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Niektóre zadania wymagają prostych obliczeń, które powinieneś wykonać bez u\
ycia
kalkulatora przed wskazaniem poprawnej odpowiedzi. Pracuj samodzielnie, bo tylko
wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłó\
jego rozwiÄ…zanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiÄ…zanie testu masz 45 minut.
Powodzenia!
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Półprzewodnik typu N zawiera
a) swobodne elektrony oraz jony zwane donorami.
b) swobodne elektrony oraz jony zwane akceptorami.
c) dziury oraz jony zwane akceptorami.
d) dziury oraz jony zwane donorami.
2. Prąd płynący przez złącze PN (diodę prostowniczą) spolaryzowane w kierunku
przewodzenia
a) maleje ze wzrostem napięcia przewodzenia.
b) rośnie ze wzrostem napięcia przewodzenia.
c) nie zale\
y od napięcia przewodzenia.
d) zale\
y wyłącznie od temperatury otoczenia.
3. Rysunek przedstawia symbol graficzny
a) diody Zenera.
b) diody prostowniczej.
c) diody pojemnościowej.
d) diody tunelowej.
IA
4. Rysunek przedstawia charakterystykÄ™
IG4>IG3>IG2>IG1
IG4
a) tranzystora bipolarnego.
IG3
b) tyrystora.
IG2 IG1
UAK
c) tranzystora unipolarnego.
d) triaka.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
5. Z charakterystyki tranzystora odczytano "IB = 10µA, oraz "IC = 2mA. JakÄ… wartość ma
współczynnik wzmocnienia prÄ…dowego ² tego tranzystora
a) 50.
b) 100.
c) 200.
d) 500.
6. Odseparowanie galwaniczne obwodów nadajnika i odbiornika zapewnia
a) fotodioda.
b) fototranzystor.
c) transoptor.
d) fotorezystor.
7. Amplitudę napięcia częstotliwości 100kHz, na wyjściu wzmacniacza zmierzysz za
pomocÄ…
a) woltomierza cyfrowego.
b) amperomierza cyfrowego.
c) oscyloskopu.
d) częstościomierza.
8. JakÄ… moc pobiera wzmacniacz z zasilacza, je\
eli przy sprawności 50%, oddaje do
obciÄ…\
enia 120W
a) 60W.
b) 120W.
c) 170W.
d) 240W.
9. Czułość wzmacniacza o poni\
szej charakterystyce wynosi
Uwy
a) 50mV.
[V]
b) 100mV.
15
c) 10V.
10
d) 15V.
50 100
Uwe
[mV]
10. Generator Colpittsa wytwarza przebieg
a) prostokÄ…tny.
b) sinusoidalny.
c) trójkątny.
d) piłokształtny.
11. Przedstawiony na rysunku układ jest wzmacniaczem
a) odwracajÄ…cym.
R2
b) nieodwracajÄ…cym.
R1
c) ró\
nicowym.
d) sumujÄ…cym.
R3
Uwy
Uwe
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
51
Uwe
12. Przedstawione przebiegi czasowe dotyczą układu
t
a) ró\
niczkujÄ…cego.
b) ró\
nicowego.
Uwy
c) sumujÄ…cego.
t
d) całkującego.
C
13. Zwiększenie pojemności kondensatora C spowoduje
a) zwiększenie amplitudy napięcie wyjściowego.
R
b) zmniejszenie amplitudy napięcia wyjściowego.
c) zmniejszenie częstotliwości napięcia wyjściowego.
Uwe
d) zwiększenie częstotliwości napięcia wyjściowego.
Uwy
14. Napięcie wyjściowe wzmacniacz sumującego wynosi
a) -3V.
R1=10k&!
b) -4V. R4=10k&!
c) -6V.
Uwe1 R2=5k&!
+12V
d) -8V.
=2V
Uwe2 -12V
Uwy
=1V
R4=10k&!
15. Moc wydzielona w obciÄ…\
eniu o rezystancji 4&!, podłączonym do wyjścia wzmacniacza
mocy o napięciu wyjściowym równym 8V (wartość skuteczna) wynosi
a) 0,5W.
b) 2W.
c) 16W.
d) 32W.
16. Częstotliwość generatora z mostkiem Wiena (przy R = 2,2k&! i C = 100nF), wynosi około
725Hz. Jaka będzie częstotliwość po doło\
eniu dodatkowych rezystorów R = 2,2k&!,
równolegle do ka\
dego z rezystorów R
R2
a) 362,5Hz.
R1
b) 725Hz.
c) 1450Hz.
d) 2900Hz.
1
Uwy
fo =
2Ä„RC
R
C
C R
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
52
17. Która z charakterystyk jest charakterystyką stabilizatora napięcia
a) b) c) d)
Uwy Uwy Uwy Uwy
Uwe Uwe Uwe Uwe
18. Największe napięcie tętnień ma układ
a) prostownika jednopołówkowego z filtrem o pojemnoÅ›ci C = 100µF.
b) prostownika dwupołówkowego z filtrem o pojemnoÅ›ci C = 100µF.
c) prostownika dwupołówkowego z filtrem o pojemnoÅ›ci C = 220µF.
d) prostownika jednopołówkowego z. filtrem o pojemnoÅ›ci C = 220µF.
19. Częstotliwość generatora mo\
na zmierzyć za pomocą
a) woltomierza lub oscyloskopu.
b) woltomierza lub częstościomierza.
c) częstościomierza lub oscyloskopu.
d) częstościomierza i woltomierza.
20. Rysunek przedstawia schemat
+UZ
a) wzmacniacza napięcia w układzie OE.
RC RC
b) wzmacniacza operacyjnego.
c) wzmacniacza przeciwsobnego.
T1
T2
Uwy1 Uwy2
d) wzmacniacza ró\
nicowego.
Uwe1 Uwe2
RE
21. Dławiki w filtrach tętnień stosuje się
-UZ
a) przy du\
ym napięciu wyjściowym zasilacza.
b) przy du\
ej mocy wyjściowej zasilacza.
c) przy wysokim napięciu wejściowym zasilacza.
d) przy małej mocy wyjściowej zasilacza.
22. Który z wymienionych układów generuje samowzbudnie ciąg impulsów prostokątnych
a) przerzutnik astabilny.
b) przerzutnik monostabiny.
c) generator Meissnera.
d) generator RC z mostkiem Wiena.
23. Stabilizator scalony 7812, będzie poprawnie pracował w zakresie napięć wejściowych
a) od 0 do 12V.
b) od 5 do 12V.
c) od 12 do 24V.
d) od 15 do 24V.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
53
24. Charakterystyka wzmacniacza przedstawia zale\
ność:
Õ
a) wzmocnienia amplitudy w funkcji częstotliwości.
0ż
b) wzmocnienia mocy w funkcji częstotliwości.
c) przesunięcia fazowego w funkcji częstotliwości. -90o
d) zniekształceń nieliniowych w funkcji częstotliwości.
-180o
-270o
-360o
102 103 104 f [Hz]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
54
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko:...............................................................................
Wykonywanie pomiarów w układach analogowych
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1. a b c d
2. a b c d
3. a b c d
4. a b c d
5. a b c d
6. a b c d
7. a b c d
8. a b c d
9. a b c d
10. a b c d
11. a b c d
12. a b c d
13. a b c d
14. a b c d
15. a b c d
16. a b c d
17. a b c d
18. a b c d
19. a b c d
20. a b c d
21. a b c d
22. a b c d
23. a b c d
24. a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
55
6. LITERATURA
1. Chwaleba A., Moeschke B., Pilawski M.: Pracownia elektroniczna. Elementy układów
elektronicznych. WSiP, Warszawa 2003
2. Chwaleba A., Moeschke B., PÅ‚oszajski G.: Elektronika. WSiP, Warszawa 2002
3. Fabijański P., Wójciak A.: Podstawy elektroniki. Rea, Warszawa 2002
4. Grabowski L.: Pracownia elektroniczna. Układy elektroniczne. WSiP, Warszawa 2001
5. Horowitz P., Hill W.: Sztuka elektroniki, część 1 i 2. WKA
, Warszawa 1996
6. Parchański J.: Miernictwo elektryczne i elektroniczne. WSiP, Warszawa 2004
7. Pióro B., Pióro M.,: Podstawy elektroniki, część 1 i 2. WSiP, Warszawa 1994
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
56