WYŻSZA SZKOŁA MENEDŻERSKA w WARSZAWIE

WYDZIAŁ INFORMATYKI STOSOWANEJ

I TECHNIK BEZPIECZEŃSTWA

WYBRANE ZAGADNIENIA Z ELEKTRONIKI I MIERNICTWA

PROJEKT

Wzmacniacz z tranzystorem bipolarnym BC107A
o napięciem potencjometryczym

SKŁAD ZESPOŁU 1	Prowadzący zajęcia: dr M. Witczak		SEMESTR 2
		GRUPA 31 DR-A-2 1		STUDIA niestacjonarne
Data wykonania ................................................		Data oddania projektu ................................................

Semestr letni, rok akademicki 2010/2011

1. Wzmacniacz klasy A

Wzmacniacz to układ elektroniczny, na którego zaciskach wyjściowych uzyskuje się sygnał o

zwiększonej amplitudzie napięcia, prądu lub zwiększonej mocy, bez zmiany kształtu w stosunku do sygnału wejściowego. Sygnał wejściowy jest więc swego rodzaju wzorcem, według którego wzmacniacz kształtuje duży prąd pobierany z innego źródła - z zasilacza. Wzmacniacz nie powinien obciążać źródła sygnału wzmacnianego, czyli jego obwód wejściowy nie powinien pobierać prądu. Oznacza to, że impedancja wejściowa wzmacniacza powinna być jak największa.

Każdy wzmacniacz musi mieć element czynny sterowany, zwykle tranzystor, realizujący zadanie kształtowania prądu pobieranego z zasilacza, czyli sterowania dużą mocą pobieraną z zasilacza kosztem nieznacznej mocy pobieranej ze źródła sygnału wzmacnianego.

W każdym wzmacniaczu wyróżnia się dwa zasadnicze obwody: obwód sygnału i obwód zasilania. Obwód zasilania stwarza właściwe warunki dla wzmocnienia sygnału, natomiast obwód sygnału jest związany z przenoszeniem sygnału przez wzmacniacz. Dla wzmacnianego sygnału wzmacniacz stanowi czwórnik. Do jego zacisków wejściowych jest dołączone źródło sygnału Eg o impedancji Zg, a do zacisków wyjściowych - impedancja obciążenia Z0. Napięcie wyjściowe Uwy i prąd wyjściowy Iwy są powiązane z napięciem wejściowym Uwe i prądem wejściowym Iwe zależnościami: Uwy  kuUwe I wy  ki I we gdzie: współczynniki ku i ki są nazywane odpowiednio współczynnikiem wzmocnienia napięciowego i współczynnikiem wzmocnienia prądowego.

2. Tranzystor BC 107A

3. Rozwiązanie graficzne

1. Schemat układu

Rys 1. Schemat wzmacniacza z tranzystorem bipolarnym BC107A

2. Charakterystyki

Rys 2. Charakterystyka wyjściowa

Rys 3. Charakterystyka przejściowa prądowa

Rys 3. Charakterystyka wejściowa

Rys 3. Charakterystyka zwrotna napięciowa

Obliczenia

Dane:

Ucc = 12 V

Ib = 90 μA

Dane z rozwiązania graficznego:

Ic = 14,5 mA

Us = 0,2 V

Obliczamy betę pracy wzmacniacza korzystając ze wzoru:

β =

β =

=
=


154

Jeśli Re = 0 to środek charakterystyki dla Rc =

Rc =


0,4 kΩ

Przyjmijmy wzmocnienie napięciowe wielkosygnałowe k = 2 tj.
= 2 Wtedy Rc ≈ 2 Re

Dla Ic_max = 2 Ic tranzystor powinien pracować na granicy nasycenia tj.

Ic_max =

Us = 0,2 V - napięcie nasycenia

Ic_max · 3 Re = Ucc - Us
Re =
=

=
= 0,2 kΩ

Rc = 2 · Re = 0,4 kΩ

Ub - napięcie bazy w punkcie środkowym charakterystki (bez sygnału wejściowego)

Ub = Ic · Re + 0,65 V = 14,5 mA · 0,2
+ 0,65 V = 3,55 V

Prąd w gałęzi R1, R2 np. ponad 10x większy niż Ib, przyjmijmy I_1,2 = 1 mA.

Wtedy

R2 =
=
= 3,55 kΩ

R1 =
=
= 8,45 kΩ

Moc tracona w tranzystorze

P = Ucc · Ic = (12 - Ic (Rc + Re)) · Ic

P = (12 - 14,5 (0,2 + 0,4)) · 14,5 = (12 - 8,7) · 14,5 = 47,85 mW

Tranzystor nie uszkodzi się.

K =
= 2

(dane odczytane z charakterystyki - tak jak założono w projekcie)

4. Wnioski

---