Elektronikawzad18

W. Ciąayńdti ELEKTRONIKA W ZADANIACH

C?ęić I- Obliczanie punktów pracy przyrządów półprzewodnikowych

Rb = 9,45 V/l pA = 9,45 MQ

Włączenie takiego rezystora w miejsce źródła prądowego /= 1 pA zapewni takie same spoczynkowe punkty pracy tranzystora Tl i T2 określone przez prądy emiterów odpowiednio Iei= 100 pA i //.2 = 9.9mA i napięcia emiter-kolektor U ta = 9,45 V U cez- 10,05 V. Podobnie jak w zadaniu 1.6 taka zmiana pogarsza nieco rezystancję wejściową wtórnika napięcia. Dokładnie te efekty zostaną przeanalizowane przy nieco zmodyfikowanych założeniach upraszczających w drugim tomie zbioru poświęconym analizie małosygnałowej.

Omawiana zmiana ma także pewien niewielki wpływ na stabilność punktu pracy przy zmianach temperatury. Tego typu efekty są rozpatrywane poniżej w zadaniach drugiej części zbioru.

\V^bbydwu:p^    cżyJ^bramka G (aiłg; g&ę) jćśt

IP

| lilii

prądbratiikijęittórdzO:

wartości , aapięcia, polatyza^t; wstec^ićj złącza) -hsuwa nośniki z tego ob^aru {mówimy, tt pod wpływam przyłożonego napięcia tustępujc ..zubożanie kanału>v iK^nlki^), zmieniając p^kł^cżęści

vy łeu śpróób wpływając ira tczy^tancję pomiędzy drcrK-m a źródłem, a zatcin t«a

• I

wartość przepływającego prądu drenu Tr^n^sfory tż izołówauąbramką (MOS FET, .lub IC FET)

zuboźaoyń^ęzyłi

wzbogacanym vv nośniki, czyli ..normalnie wyłączone*') typu n lub typu p.

Kiizwa MOS FET (aug. rncidi^^ule-s^mkondiictor FET) lub IG FET (atig, irisulated $aU FET) odwićrcićdJa. budowę takich tranzystorów; •■'We .wszystkich uztńrech przypadkach metalowa elektroda sterująca, czyli bramka G jest oddzielona ód obszaru pólprzevvódniką tworzącego kanał warstwą izolatora (dwutlenku krzemu). Na nośniki w kanale bramka oddziaływa podobnie jak w tranzystorach złączowych, atę wyłącznie elcktrosteiyćzme, prąd bramkł płynąey przez warstwę

Zadanie 1.10

W układzie symetrycznego różnicowego wzmacniacza prądu stałego z rysunku l.IO.I należy przyjąć, że:

-    tranzystory Tl i T2 są identyczne;

-    złącza haza-cmitcr tych tranzystorów spolaryzowane w kierunku przewodzenia można zastąpić spadkiem napięcia Ube = 0.5 V;

-    współczynniki wzmocnienia prądowego Pi = fc tranzystorów są na tyle duże, że można przyjąć l_Si = Ib2 = 0, a zatem Ic = /£ dla każdego z tranzystorów;

-    prąd kolektora Ir każdego z tranzystorów w obszarze aktywnym nic zależy od wartości napięcia Uce,

Przy tych założeniach upraszczających należy:

1.    obliczyć wartości rezystancji Ra i Rc2 odpowiadających maksymalnej amplitudzie niezniekształconcgo napięcia wyjściowego Uwym.

2.    przeanalizować wpływ na pracę układu napięcia wspólnego (tzn. napięcia podawanego jednocześnie na obydwa wejścia) E_s/ = E# = Ecm. Obliczyć wartości rezystancji Ręi i Rc2 dla przypadku, gdy wzmacniacz różnicowy musi dopuszczać napięcia wspólne w zakresie I Ecml£ 5 V.

Rozwiązanie

Ad 1. Jeśli tranzystory Tl i T2 są identyczne, to w^f sytuacji gdy obydwa sygnały wejściowe E_gl i E_gz są równe zeru, prąd 1 = 200 pA umieszczonego w obwodzie emiterów tych tranzystorów źródła prądowego rozpływa się równomiernie i przez emiter każdego z tranzystorów płynie prąd Iei = Ie2-'6I czyli 100 pA

Wobec tego, żc fii = fi₂ tranzystorów są bardzo duże, można prądy baz Ib = h./(fi+1) pominąć i prąd kolektora Ic=P’UAP+I) przyjąć dla każdego tranzystora jako równy prądowi kolektora Ic = If. = Vt I = 100 pA. Dopóki tranzystory znajdują się w stanic aktywnym prądy te nic zależą od wartości Rc-Ponieważ potencjały baz są równe zeru, a spadek napięcia na złączu baza-emiler wynosi 0,5 V, to potencjał połączonych ze sobą emiterów wynosi Uf. =-0,5 V. Na każdym z rezystorów Rc występuje spadek napięcia równy Rc • Ic zmniejszający napięcie Uce odpowiedniego tranzystora, które dla Rr= 0 byłoby równe 10,5 V.

Jeśli teraz zakłócilibyśmy stan równowagi przez podłączenie dodatniego sygnału wejściowego E_ki, to tranzystor Tl zostanie bardziej wysterowany i jego prąd la wzrośnie (a zatem wzrośnie spadek napięcia la • Ra • napięcie U ca zmaleje).