Data wykonania ćwiczenia: 10.06.2016 godz. 8.15
rok akademicki 2015/2016 semestr 2
grupa X – X1

Wstęp do Elektroniki

Ćwiczenie 3

Wybór i stabilizacja punktu pracy tranzystora bipolarnego

1. Bartosz Ujazdowski 202322

cel ćwiczenia

Badanie wpływu ustawienia punktu pracy tranzystora na pracę wzmacniacza oraz zapoznanie się z układami stabilizacji punktu pracy i ocena ich skuteczniści.

1a. Wybór punktu pracy tranzystora zeswalający na pracę z maksymalną amplitudą

(Schemat układu)

W ćwiczeniu pierwszym należło wyznaczyć optymalny punkt pracy tanzystora dla sytuacji z obciążeniem oraz bez.
Regulując potencjometrem R_b prąd bazy, zmieniałem położenie punktu pracy tranzystora tak aby uzyskać na wyjściu największą amplitudę napięcia o niezniekształconym kształcie sinusoidy. Po odpowiedniej regulacji spisywałem z załączonego w układ woltomierza wartość napięcia U_CE. Położenie punktu pracy określa się podając wartości U_CE i I_C, w tym celu dokonałem obliczeń prądu I_C. Wybór punktu pracy przeprowadzany był bez obciążenia i z obciążeniem.

V

V (bez obciążenia)

= 2,42 V (z obciążeniem)

Ω

mA (bez obciążenia)

mA (z obciążeniem)

1b. Badane wpływu punktu pracy na charaktertystykę przejściową wzmacniacza

Napięcie z zasilacza 12,4V

Punkt pracy 7,2V
Uwe[V](CH1)
2,2
4,2
6,4
8,2
10,6
12
14
16
18,2
20

Punkt pracy 6,53V
Uwe[V](CH1)
2,4
4,2
6,4
8,2
10
12
14
16
18
20,2

Punkt pracy 5,7V
Uwe[V](CH1)
2,2
4,2
6,2
8,2
10,6
12
14
16
18,1
20,2

Charakterystyki przejściowe dla różnych punktów pracy.

Wykres charakterystyki przejściowej dla różnych punktów pracy.

Badanie wpływu temperatury na punkt pracy tranzystora dla rwżnych układów polaryzacji.

W ćwiczeniu nr 2 należało zbadać wpływ temperatury na punkt pracy tranzystora dla różnych układów polaryzacji. Zrobione zostały pomiary w temperaturze pokojowej, odczytane wskazania napięcia mierników M2 i M4 zapisano, następnie powtórzono pomiary w temperaturze podwyższonej.

(Schematy układów)

gdzie: i

i i

Układ I

W temperaturze pokojowej:
Napięcie U_CE = 6,26V Prąd I_c = 4,55mA

Po podgrzaniu:
Napięcie U_CE = 5,3V, Prąd I_c = 5,05mA

Układ II

W temperaturze pokojowej:
Napięcie U_CE = 5,67V, Prąd I_c = 4,18mA

Po podgrzaniu:
Napięcie U_CE = 4,85V, Prąd I_c = 5,17mA

Badanie w różnych ukaładach polaryzacji wpływu zmiany tranzystora (zmiana współczynnika wzmocnienia prądowego β) na położenie punktu pracy.

(Schematy układów)

W tym ćwiczeniu należało zbadać w trzech różnych układach polaryzacji A, B i C wpływ zmiany współczynnika prądowego β na położenie punktu pracy. Do ćwiczenia użyto dwa tranzystory β_t1=95 i β_t2=180 Włączając kolejno tranzystory odczytać wartość napięcia U_CE na mierniku M2. Pomiary zapisane w tabeli.

Obliczenia:

Układ A:

BC147B: $I_{C} = \ \frac{U_{Z}\ - U_{\text{CE}}\ }{R_{C}} = \ \frac{12,4\ V - 6,97\ V}{2200\ \Omega} = \ \frac{5,43\ V}{2200\ \Omega} = 2,46\text{\ mA}$
NN: $I_{C} = \ \frac{U_{Z}\ - U_{\text{CE}}\ }{R_{C}} = \ \frac{12,4\ V - 2,7\text{\ V}}{2200\ \Omega} = \ \frac{9,7\text{\ V}}{2200\ \Omega} = 4,41\text{\ mA}$

Układ B:

BC147B: $I_{C} = \ \frac{U_{Z}\ U_{\text{CE}}\ }{R_{C}} = \ \frac{12,4\ V - 5,61\text{\ V}}{1000\ \Omega} = \ \frac{6,79V}{1000\ \Omega} = 6,79\text{\ mA}\backslash n$NN: $I_{C} = \ \frac{\text{Uz}\ - U_{\text{CE}}\ }{R_{C}} = \ \frac{12,4\ V - 5,42\text{\ V}}{1000\ \Omega} = \ \frac{6,98\text{\ V}}{1000\ \Omega} = 6,98\text{\ mA}$

Układ C:

BC147B: $I_{C} = \ \frac{U_{Z}\ - U_{\text{CE}}\ }{R_{C}} = \ \frac{12,4\ V - 6,42\text{\ V}}{1000\ \Omega} = \ \frac{5,98\text{\ V}}{1000\ \Omega} = 5,98\ mA$

NN: $I_{C} = \ \frac{U_{Z}\ - U_{\text{CE}}\ }{R_{C}} = \ \frac{12,4\ V - 4,23\ V}{1000\ \Omega} = \ \frac{8,17\ V}{1000\ \Omega} = 8,17\text{\ mA}$

	Układ A	Układ B	Układ C
	UCE	IC	UCE
Tranzystor BC147B β = 180	6,97V	2,46mA	5,61V
Tranzystor NN β = 95	2,7V	4,41mA	5,42V
Wpływ współczynnika wzmocnienia prądowego tranzystora na zmianę punktu pracy.

Wnioski

- Wyznaczone punkty pracy metodą graficzną nieznacznie różnią się od zmierzonych. Różnica jest rzędu 0,1V. Różnica ta mogła być spowodowana zaokrągleniami zastosowanymi podczas obliczeń bądź też niedokładnośćią przy szkicowaniu wykresu.

- Temperatura ma wpływ na połorzenie punktu pracy. Kiedy zwiększymy temperature pracy tranzystorów napięcie U_CE zmniejszy się. Temperatura miała większy wpływ na punkt pracy w I układzie.

- Układ B był najmmiej wrażliwy na zmiany współczynnika β a najbardziej układ A. Na położenie punktu pracy ma wpływ zmiana współczynnika wzmocnienia prądowego β. Im wyższy współczynnik β, tym większe otrzymujemy napięcie wyjściowe.

- Wyznaczenie punktu pracy tranzystora pozwala wykorzystać go jak najefektywniej.