Pytania kontrolne

[1] Materiały Laboratorium i Wykładów Zespołu Układów Elektronicznych.

[2] U. Tietze, Ch. Schenk, Układy półprzewodnikowe, WNT, Warszawa, 2009, s. 38-169.

[3] J. Boksa, Analogowe układy elektroniczne, BTC, s. 56-79

[4] S. Kuta, Elementy i układy elektroniczne, AGH, 2000, s. 203-210.

1. Jak oszacować punkt pracy tranzystora (ICQ, UCEQ) przy zadanych wartościach

rezystorów polaryzujących oraz znanych parametrach tranzystora (β, UBEQ) i danym

napięciu zasilania?

2. Jak oszacować parametry małosygnałowe wzmacniacza tranzystorowego w konfiguracji wspólnego emitera (wzmocnienie napięciowe, skuteczna wzmocnienie napięciowe,

oporność wejściowa i wyjściowa, częstotliwości przenoszenia górną i dolną) przy

zadanym punkcie pracy i znanych elementach układu ?

3. Jak zmieni się punkt pracy tranzystora w zadanym układzie przy zmianie jednego

wybranego rezystora polaryzacyjnego / przy zmianie temperatury / przy zmianie

współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystora ?

a). Przy zwiększeniu jednego wybranego rezystora Ic zmaleje a Uce wzrośnie.

b). Przy stałym prądzie bazy prąd kolektora zmienia się proporcjonalnie do temperatury.

Napięcie baza-emiter zmniejsza się proporcjonalnie do wzrostu temperatury.

c). Przy zwiększeniu współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystora Ic rośnie a Uce maleje.

Tranzystor może się nasycić i wzmacniacz przestanie działać.

d). Wzrost średniego prądu płynącego przez tranzystor wraz ze wzrostem temp. (Ujemne sprzężenie zwrotne ma temu zapobiegać).

4. Jak zmienią się parametry wzmacniacza (wzmocnienie, rezystancja wejściowa i

wyjściowa) w zadanym układzie przy zmianie jednego wybranego rezystora

polaryzacyjnego / przy zmianie temperatury / przy zmianie współczynnika wzmocnienia

prądowego tranzystora ?

??????????????? ??????????????? ??????????????? ??????????????? ?????????????????

??????????????? ??????????????? ??????????????? ??????????????? ?????????????????

??????????????? ??????????????? ??????????????? ??????????????? ?????????????????

5. Jak jest różnica między wzmocnieniem napięciowym, a wzmocnieniem napięciowym

skutecznym ?

Wzmocnienie napięciowe skuteczne uwzględnia rezystancję wewnętrzną źródła sygnału

6. Jak zmierzyć częstotliwości graniczne górna i dolną wzmacniacza?

Pomiar pasma wzmacniacza :
Należy wyznaczyć pasmo 3dB badanego układu wykorzystując wskaźnik poziomu napięcia wyjściowego.

Poziom 0dB na wskaźniku powinien być ustawiony dla 1 kHz. Należy ustawić największą czułość wskaźnika, dzięki czemu wzmacniacz może być wysterowany możliwie najmniejszym sygnałem, co pozwoli na lepsze przybliżenie pracy małosygnałowej wzmacniacza. Pomiaru częstotliwości granicznych dokonuje się przestrajając generator sinusoidalny aż do uzyskania spadków 3dB w zakresie dużych i małych częstotliwości. Częstotliwość może być mierzona na dowolnym wyjściu generatora. Szerokość pasma wzmacniacza oblicza się z zależności

Jeżeli nie dysponujemy odpowiednią wkładką, należy posłużyć się oscyloskopem. Najpierw zwiększamy częstotliwość za pomocą wskaźnika aż do uzyskania na oscyloskopie amplitudy napięcia równej 1/ amplitudy początkowej. Będzie to nasza częstotliwość graniczna górna. Dolną znajdujemy analogicznie, zmniejszając częstotliwość aż do ponownego uzyskania na oscyloskopie 1/ amplitudy początkowej. Na uwagę zasługuje również fakt, że iloczyn wzmocnienia napięciowego k_u i pasma jest w przybliżeniu stały.

7. Jak zmierzyć rezystancje wejściową i wyjściową wzmacniacza ?

Rezystancja wejściowa:

Zwieramy rezystor Rg. Na wejście dajemy sygnał z generatora około 5kHz.

Mierzymy Uwy1. Liczymy Uwe1=Uwy1/ku. Rozwieramy Rg i mierzymy Uwy2. Liczymy Uwe2=Uwy2/ku

Rezystancja wyjściowa:

Wyznaczamy ją traktując wyjście jako źródło napięcia z Rwy wzmacniacza.

Podłączamy obciążenie RL. Podajemy na wejście sygnał i mierzymy Uwy1. Odłączamy rezystor i mierzymy Uwy2.

8. Co to jest decybel ?

logarytmiczna jednostka miary równa 1/10 bela.

Decybel (dB) jest logarytmiczną skalą porównawczą, tzn. wartość podana w dB jest zawsze używana w odniesieniu do czegoś – mówi nam ile razy coś jest np. mocniejsze, większe, lub też mniejsze od pewnego poziomu zerowego.

Decybeli używamy w sytuacji, gdy chcemy porównywać wielkości zmieniające się liniowo w bardzo szerokim zakresie, a interesują nas zmiany względne (np. procentowe).

W przypadku wielkości typu wzmocnienie napięciowe wykorzystuje się następującą definicję decybela:

9. Co oznacz spadek lub wzrost sygnału napięciowego o 3, 6, 10, 20 dB ?

??????????????? ??????????????? ??????????????? ??????????????? ?????????????????

??????????????? ??????????????? ??????????????? ??????????????? ?????????????????

??????????????? ??????????????? ??????????????? ??????????????? ?????????????????

10. Jakie wyróżniamy układy polaryzacji tranzystora bipolarnego.

Kilka często spotykanych układów polaryzacji tranzystora:

- układ z potencjometrycznym zasilaniem bazy,
- układ z wymuszonym prądem bazy,
- układ ze sprzężeniem kolektorowym,
- układ z potencjometrycznym zasilaniem bazy i sprzężeniem
  emiterowym.

 Tranzystor składa się z dwóch złączy PN, które mogą być spolaryzowane w kierunku zaporowym lub przewodzenia. W związku z tym można wyróżnić cztery stany pracy tranzystora.

11. Charakterystyki tranzystora bipolarnego, punkt pracy tranzystora, prosta pracy: statyczna i dynamiczna.

1) Charakterystyka wyjściowa tranzystora, przedstawiająca zależność prądu kolektora I_C od napięcia kolektor-emiter U_CE przy doprowadzonym napięciu wejściowym baza-emiter U_BE i stałym prądzie bazy I_B. Z charakterystyki tej można stwierdzić iż powyżej pewnego napięcia prąd kolektora prawie nie zależy od napięcia U_CE, oraz że do wywołania dużej zmiany prądu kolektora ΔI_C wystarczy mała zmiana napięcia baza-emiter ΔU_BE
2) Charakterystyka przejściowa przedstawia prąd kolektora I_C jako funkcję napięcia baza-emiter U_BE, oraz I_B =const. Charakterystyka ta ma charakter wykładniczy.
3) Charakterystyka wejściowa opisuje zależność prądu bazy I_B od napięcia baza-emiter U_BE, przy stałym napięciu kolektor-emiter U_CE. Charakterystyka ta, podobnie jak i następna jest wykorzystywana rzadziej od dwóch wcześniejszych.
4) Charakterystyka zwrotna przedstawia zależność prądu kolektora od prądu kolektora I_C od prądu bazy I_B, przy U_CE=const Widać na niej, że prąd kolektora jest w pewnym stopniu proporcjonalny do prądu bazy.

Charakterystyka statyczna:

12. Modele tranzystora bipolarnego do analizy stało- i zmiennoprądowej dla różnych

zakresów częstotliwości.

Spośród różnych modeli do najpopularniejszych należy zaliczyć: diodowy, małosygnałowy typu hybryd-rc i ładunkowy.

13. Jak ujemne sprzężenie zwrotne zastosowane we wzmacniaczu o wspólnym emiterze

zmienia parametry wzmacniacza (gdy nie ma CE na schemacie z Rys.1) ?

Wpływ sprzężenia zwrotnego na parametry wzmacniacza

 ustabilizowanie wartości wzmocnienia (z równoczesnym zmniejszeniem zniekształceń)

 zmiana szerokości pasma przenoszenia wzmacniaczy

 zmiana wartości impedancji wejściowej układu

 zmiana impedancji wyjściowej układu

Podsumowując należy stwierdzić, ze dodatnie sprzężenie zwrotne na ogół pogarsza właściwości układu.

Jego jedyna pozytywna cecha, czyli zwiększanie wzmocnienia.

Natomiast ujemne sprzężenie zwrotne poprawia stabilność układu, zmniejsza jego szumy i poszerza pasmo częstotliwości.

14. Twierdzenia: Millera.

Efekt Milera jest to zjawisko w elektronice powodowane pojemnością wejściową układu wzmacniacza, wraz ze wzrostem
częstotliwości wzmacnianego sygnału, wskutek czego zmniejsza sie wzmocnienie prądowe wzmacniacza. Chociaż
Efekt Millera odnosi sie do pojemności, każda impedancja włączona pomiędzy wejście a inny węzeł może ulec zwielokrotnieniu.
C = Cbc * (1 − Ku) + Cbe
gdzie:
Cbc pojemność złącza baza - kolektor
Cbe pojemność złącza baza - emiter
Ku wzmocnienie napięciowe wzmacniacza

15*. Napięcie Erilego. Napięcie charakterystyczne dla każdego tranzystora, wynoszące tu: 100V