WNIOSKI II

Tranzystor bipolarny

Wykres do tranzystora bipolarnego dla Ib = 25, 50, 75, 100mA

Przez punkt pracy tranzystora rozumie się wartości prądów i napięć (IC, UCE), które występują na tranzystorze przy braku zewnętrznego sygnału sterującego. Zewnętrzny sygnał moduluje prąd i napięcie kolektora wokół punktu pracy. Przy analizie tranzystora należy odróżnić analizę punktu pracy (stałe wartości IC, UCE) od analizy zmiennoprądowej (zmiany sygnału IC, UCE)

Tranzystor może znajdować się w jednym z trzech stanów: w odcięciu, w nasyceniu i w stanie aktywnym. W stanie odcięcia przez tranzystor (od kolektora do emitera) nie płynie prąd. W nasyceniu prąd kolektora jest stały i nie zależy od prądu bazy.

W obszarze aktywnym można przyjąć, że pracę tranzystora opisują równania:

IE=IC+IB IC=β·IB IE=α·IC

Tyrystor- układ do pomiaru charakterystyk tyrystora

Zmiana napięcia Ig=0 dla U2 od 0V do 60V

Zmiana napięcia U2 od 60V do 0V

Zmienne dla Ig = 740mA i 1,48mA

1.

Zwiększając do odpowiednio dużej wartości napięcie U_AK. Wówczas to złącza j1 i j3 wstrzykują w sposób narastający nośniki większościowe do przyległych obszarów, tj. złącze j1 dziury do warstwy n1, złącze j3 elektrony do obszaru p2. Dziury, które częściowo rekombinują w warstwie n1 zostają porwane przez pole ładunku przestrzennego złącza j2 i wchodzą do warstwy p2. Podobnie elektrony wstrzykiwane do warstwy p2 dyfundują poprzez złącze j2 do obszaru n1. Przy dostatecznie dużym napięciu polaryzacji zjawiska te znacznie oddziaływają na siebie, prowadząc do obniżenia potencjału skrajnych złącz struktury pnpn, co w konsekwencji kończy się przejściem przyrządu w stan przewodzenia.

    2.

Poprzez ogrzanie tyrystora, poddanie działaniu oświetlenia lub innego promieniowania. W ten sposób zwiększa się prąd anodowy wskutek wzrostu prądu generacji. Przy naświetlaniu półprzewodnika może bowiem wzrosnąć proces generacji par elektron-dziura. W spolaryzowanej w kierunku przewodzenia strukturze pnpn tyrystora powstałe pod wpływem promieniowania nośniki w warstwie p2, dyfundują poprzez złącze j2 oraz złącze j1 do anody. Przy dostatecznie dużej intensywności strumienia (Φ) wzrastająca wartość i gęstość prądu powoduje przełączenie struktury do stanu przewodzenia.

    3.

Zmieniając gwałtownie napięcia anoda-katoda. Wówczas to następuje szybkie ładowanie pojemności złącza j2 , co oznacza chwilowy przepływ dużego prądu anodowego wystarczającego do wysterowania tyrystora.

    4.

Podając na bramkę tyrystora impuls prądowy. W ten sposób wprowadzamy do warstwy p2 dodatkowy prąd dziurowy, który płynąc do katody zwiększa polaryzacje przepustową złącza j3. Dzięki temu następuje znaczne zwiększenie wstrzykiwania elektronów, które dostając się do warstwy n1 sterują prąd dziurowy przepływający przez złącze j2. W efekcie zwiększa się chwilowy prąd anodowy płynący przez element, który wystarcza do wysterowania przyrządu.
Napięcie przełączania jest funkcją prądu bramki, a więc dla różnych wartości tego prądu otrzymuje się rodzinę charakterystyk prądowo-napięciowych (rys. poniżej). Ten sposób przełączania jest zapewne najważniejszy, jeśli chodzi o tyrystory triodowe.

WZMACNIACZ OPERACYJNY ODWRACAJACY

Rysunek poniżej przedstawia schemat wzmacniacza odwracającego. Sygnał wejściowy przez rezystor R1 zostaje doprowadzony do wejścia odwracającego. Do tego samego wejścia przez rezystor R2 doprowadza się z wyjścia napięcie ujemnego sprzężenia zwrotnego. Wejście nieodwracające zostaje uziemione.

Wejście wzmacniacza operacyjnego nie pobiera żadnego prądu (jego impedancja wejściowa jest bardzo duża). Dlatego prąd o natężeniu I1 płynący przez opornik R1 musi być kompensowany prądem I2 płynącym przez opornik R2. Wzmacniacz operacyjny jest skonstruowany tak, że jego obwód wyjściowy stara się zrobić wszystko, co konieczne, aby różnica napięć pomiędzy wejściami A i B była równa zeru.
-> Jeżeli punkt B dołączony jest do masy, potencjał punktu A jest również zerowy. (punkt A nazywany jest punktem masy pozornej)

UAB = 0

R1=R2=1k Ohma

R1=R2= 2k Ohma

R1=1k Ohma R2=2k Ohma

R1=2k Ohma R2 =1k ohma

WZMACNIACZ OPERACYJNY NIEODWRACAJACY

Prowadząc analizę jak poprzednio:

1)

2)

Układ wzmacniacza nieodwracającego charakteryzuje się bardzo dużą wartością impedancji wejściowej, praktycznie równą impedancji wejściowej zastosowanego wzmacniacza operacyjnego.

R1=R2=1k Ohma

R1=R2=2kOhma

R1=1k Ohma R2= 2k Ohma

R1=2k Ohma R2=1k Ohma

WZMACNIACZ OPERACYJNY ROZNICOWY

Wzmacniacz różnicowy może być sterowany z dwóch źródeł, które dołącza się do baz obu tranzystorów - sterowanie symetryczne albo z jednego źródła sterowanie asymetryczne. W tym przypadku źródło sygnału dołącza się do bazy jednego z tranzystorów a bazę drugiego zwiera się do masy. Wyjście układu może być symetryczne z kolektorów obu tranzystorów, albo asymetryczne między kolektorem jednego z tranzystorów a masą.
Układ umożliwia, więc asymetryczne lub symetryczne WE i WY w dowolnych kombinacjach. Przy stosowaniu każdej z tych kombinacji uzyskuje się różne parametry.

    We wzmacniaczu różnicowym oba tranzystory pracują w stanie aktywnym. Jego zasada działania jest następująca. Zakładamy, że napięcie UB2 tranzystora T2 nie ulega zmianie (np. jest równe zeru). Sygnał wejściowy jest podawany na bazę tranzystora T1. Wzrost napięcia Ub1 powoduje wzrost napięcia Ue1 a tym samym zmniejszenie napięcia Ube2 Skutkiem tego następuje zmniejszenie prądu ie2 i prądu ic2 tranzystora, T 2 oraz zwiększenie prądu iel i prądu icl tranzystora T l. W wyniku tego zmniejsza się napięcie uc1 tranzystora T1., Zatem napięcie uc1 jest odwrócone w fazie względem napięcia wejściowego Ubl.
Zmniejszenie wartości prądu płynącego przez kolektor tranzystora T2 (i0 = icl + ic2), powoduje z kolei wzrost napięcia uc2 na kolektorze tego tranzystora. Napięcie uc2 jest zgodne w fazie z napięciem wejściowym ub2.

R1=R2=R3=R4=1k Ohma Uwe_1 = 1V

R1=R2=R3=R4=1k Ohma Uwe_1 = 2V

R1=1k Ohma R2=2k Ohma R3=1k Ohma R4=2k Ohma Uwe_1 = 1V

R1=1k Ohma R2=3k Ohma R3=1k Ohma R4=3k Ohma Uwe_1 = 1V

WZMACNIACZ OPERACYJNY SUMUJĄCY

    Wzmacniacz sumujący jest specjalnym przypadkiem wzmacniacza odwracającego fazę. Analizując układ analogicznie:

1) I1 + I2 +... + In + If = 0
2) UAB = 0

Na podstawie 1) i 2):

Stąd:

W szczególnym przypadku zaś:

R1 = R2 =... = Rn = Rf
UWY = - (U1 + U2 +... + Un)

W tym ostatnim przypadku napięcie wyjściowe układu jest sumą algebraiczną napięć wejściowych.

R1=R2=R3=R4=1k Ohma Uwe_1 = 1V Uwe_2 = 1V

R1=R2=R3=R4=1k Ohma Uwe_1 = 1V Uwe_3 = 1V

R1=R2=R3=R4=1k Ohma Uwe_2 = 1V Uwe_3= 1V

R1=R2=R3=R4=2k Ohma Uwe_1 = 2V Uwe_3 = 1V

---