DSCF0793 (2)

168 4.2 Półprzewodnikowe elementy i układy elektroniczne

Przykład:

Tranzystor bipolarny NPN oznaczamy symbolem BC107 wykorzystany jest do włączania i wyłączania żarówki, przez którą przepływa prąd 50 mA. Nominalna wartość napięcia zasilania układu sterowania żarówki wynosi 12 V (rys. 1 na poprzedniej stronie). Charakterystyka wyjściowa tranzystora jest podana na rys. 2 na poprzedniej stronie. Wyznaczyć moc strat w układzie przełączającym w stanie przewodzenia, jeśli rezystancja rezystora ograniczającego prąd bazy tranzystora R_v — 6,8 kQ, napięcie baza-emiter w stanie przewodzenia C/be — 0,77 V i minimalna wartość współczynnika wzmocnienia wielkosygnałowego tranzystora B_młn = 200.

Rozwiązanie:

Do włączenia tranzystora konieczny jest pewien minimalny prąd bazy /_Bmin- Wartość tego prądu można wyznaczyć, jeśli znana jest nominalna wartość prądu obciążenia i wartość minimalna współczynnika statycznego wzmocnienia prądowego.

W naszym przykładzie

= 250 juA.

,    __ 50 mA

/fimin ~    ₂₀q

Nanosząc graficznie na charakterystykę wyjściową tranzystora (rys. 2 na poprzedniej stronie) prostą obciążenia, można wyznaczyć napięcie kolektor-emiter tranzystora w stanie przewodzenia. Prosta obciążenia jest prostą, która przecina oś prądu kolektora w punkcie nominalnego prądu obciążenia, a oś napięć kolektor-emiter w punkcie nominalnego napięcia zasilania układu przełączającego. Punktami tymi są w naszym przykładzie odpowiednio punkty: [50 mA, 0 V] i [0 mA, 12 V]. Napięcie kolektor-emiter wyznaczone z wykresu wynosi - 0,2 V. Stąd moc strat w tranzystorze, jeśli pominiemy prąd zerowy kolektor-baza. będzie w przybliżeniu równa

P_BC107 = 50 mA • 0,2 V + 0,25 mA * 0,77 V - 10,2 mW, a moc oddawana do obciążenia

P_Q = 50 m A • (12 - 0,2 V) ~ 590 mW.

Moc sterowania będzie w przybliżeniu równa mocy traconej w złączu baza-emiter i mocy traconej w rezystorze bazy. Stąd

P_s = 0,25 mA • 0,77 V + (0,25 mA)² • 6,8 kQ - 0,617 mW.

Zatem wzmocnienie mocy w układzie wynosi k_P = 590 mW/0,617 mW = 956.

W celu pewnego wprowadzenia tranzystora w obszar pracy z nasyceniem, zmniejszenia napięcia kolektor-emiter w stanie przewodzenia i uniknięcia możliwości pracy w zakresie liniowym w praktycznych układach wprowadza się pewien współczynnik korekcyjny (zwany współczynnikiem przesterowania prądu bazy), przez który mnożona jest wartość obliczeniowa minimalnego prądu bazy. Wartość tego współczynnika waha się w granicach od 2 do 5.

4.2.3.5 TVanzystor jako wzmacniacz niskich częstotliwości_

Wzmacniacze tranzystorowe niskich częstotliwości stosowane są w urządzeniach audiofonicznych. Wykorzystywane są również w odbiornikach radiowych i telewizyjnych, odtwarzaczach płyt kompaktowych, przenośnych odtwarzaczach dźwiękowych, telefonach komórkowych, domofonach, parkometrach, dźwigach osobowych, przyrządach pomiarowych itp.