Elektronikawzad32

W. Ci*y.uk. ni.r.KTRONIKA w ZADANIACH

C*<W l: Obliczanie punktów pracy przyrindów półprzewodnikowych

rezystancji obciążenia Rl obydwa tranzystory znajdują się w stanie aktywnym, a charakterystyka Iwy = f (Uwe) jest liniowa i opisana równaniem (1.16.6) dla napięć wejściowych w zakresie | U we I £ 17,2 V.

Ad 2. Dla Uwe ~ 17,2 V prąd la spada do zera, a prąd la osiąga dla zakresu liniowego wartość maksymalną równą:

Potencjał bazy tranzystora T2 wynosi wtedy:

U_n =(^{Ea: +}A^Uw* ~Ecc)=O²⁰*^17,2-20) V = 9,3V-20V =-l0,7 V (1.16.9) 4 4

a potencjał kolektora tranzystora T2 zależy od wartości podłączonej rezystancji R(. (jest równy zeru dla zwarcia i obniża się przy wzroście wartości Rl). Prąd la pozostaje stały, dopóki tranzystor znajduje się w stanie aktywnym - przy zbyt dużej rezystancji tranzystor wchodzi w nasycenie i wartość prądu In spada. Tranzystor znajduje się na granicy stanu nasycenia, gdy potencjał kolektora obniży się do wartości 10,7 V. Licząc inaczej (jak niżej) otrzymujemy tę samą wartość:

U_C2mi„ -<-*« + /„*« + Uc&) ⁼ (“20+8.6 + 0,7) V =-10,7 V (1.16.10)

Odpowiada temu maksymalna wartość rezystancji obciążenia R_L mtw przy której:

czyli mamy:

l„ [inA'|

bezwzględnych napięcia wejściowego Uwe było ono wynikiem zwiększania się prądu Ir jednego

Ad 3. W zakresie 1< 17,2 V dla wartości rezystancji obciążenia od zera (tzn. zwarcia wyjścia) do R/.mc charakterystyka Iwy = f (Uwe) jest określona wzorem (1.16.6). Dla napięć wejściowych 17,2 V < |lJwe| <20V jeden z tranzystorów jest odcięty i jego prąd równy zeru. Prąd drugiego tranzystora może jeszcze się zwiększać pod warunkiem, że bliska Rl _mcu rezystancja obciążenia nie powoduje, że tranzystor ten znajduje się już w stanie nasycenia. Dla małych wartości Rl nachylenie charakterystyki jest jednak w tym zakresie dwukrotnie mniejsze - przy mniejszych wartościach

tranzystora i takiego samego zmniejszania się prądu

Ic drugiego tranzystora, a w omawianym stanie prąd

jednego z tych tranzystorów jest równy zeru. Kształt r_>s< 115 4

charakterystyki przejściowej Iwy = f (Uwe) w całym

zakresie zmienności napięcia Uwr. pokazano na rysunku.

Linią przerywaną zaznaczono kształt charakterystyki odpowiadający włączeniu rezystancji obciążenia przekraczającej wartość Ri.max- Charakterystyka jest wtedy opisana zależnością (1.16.6) dla mniejszego zakresu napięć wejściowych, zależnego od wartości R_L.

Zadanie 1.17

Dła układu pokazanego na rysunku 1.17.1 należy:

1. wyznaczyć zakres napięcia wejściowego Uwe, dla którego tranzystor T pracuje w stanie aktywnym;

2. wykreślić charakterystykę przejściową Uiyy = f (Uwe) dla napięć | Uwf. k 10 V.

Zakładamy, że:

- w stanie nasycenia tranzystora napięcie Uce wynosi Uce* = 0,2 V i nie zależy od wartości prądu kolektora /cl

- złącze baza-emiter tranzystora znajdującego się w stanie aktywnym można zastąpić spadkiem napięcia Unr. = 0,6 V niezależnym od wartości prądu bazy;

- prądy zerowy Icev tranzystora jest bardzo mały, możliwy do pominięcia; współczynnik wzmocnienia prądowego tranzystora fi = 100.

Rozwiązanie I

Ad 1. Wyodrębniamy obwód polaryzacji bazy (patrz rysunek 1.17.2) i wykorzystując zasadę superpozycji sprowadzamy go do jednego źródła zasilającego Ub o charakterze SFM i wartości zależnej od Uwe-

V.=-±-V₂ «' »

R^R₂

v»=-

10 kii

-10 v+-

90 kii

90 kii +10 kii

U' = \ V+0,9U_weoraz rezystancji wewnętrznej:

90 kii +10 kii

R, R-,

90 kii 10 kii

= 9 kii

^a /?,+/?, 90 kii+10 kii

Teraz można już obliczyć prąd bazy jako (patrz rys. 1.17.3): , U„-U_KK 1V+0,9(7^.-0,6 V 0,9 U_w£ + 0,4 V

/ jB — " " ~

■U_a

Rys. 1.173

R»

9 kii

oraz napięcie wyjściowe jako:

U wy ⁼ U 2\s -^fc ^Rc ⁼ ^zas ~ P ’ ^Rc ’ ^b > czyli

IOO -1 kO

-(0.4V + 0,9 U_WE) = 5,556 V-10 U

(1.17.1)

(1.17.2)

9 kii

Na granicy sianu nasycenia mamy:

U^. =5.556 V-10-U_WK = U_C£t =0,2 V skąd obliczamy odpowiadającą temu stanowi wartość napięcia wejściowego:

£/we = 0,1 (5.556-0,200) V = 0,536 V (1.17.3)

(1.17.4)

Na granicy stanu odcięcia mamy:

U_wr = 5,556 V -10 • U_W£ = U _us = 10 V