vypracované otázky

ru?
Diody představují přechody PN v tranzistoru, proudový zdroj mechanismus zesílení. Při zapojení v aktivním režimu je emitorový přechod v přímém (propustném) směru a kolektorový přechod ve zpětném (závěrném) směru Tomu odpovídá průběh charakteristik. Posun ve výstupních charakteristikách pro proudy emitoru je dán tím, že prakticky celý proud emitoru (se zanedbatelným úbytkem např. rekombinací v bázi) protéká kolektorem. V náhradním schématu je tato skutečnost vyjádřena zařazením proudového zdroje (IE=h21BIE
Zjednodušená struktura PNP
Náhradní struktura PNP
Ebersova struktura NPN
Ebersův model je založen na superpozici normálního a inverzního režimu tranzistoru za
předpokladu lineárního gradientu nosičů náboje v bázi. Všeobecně se pro vystižení principu a
popis EM modelu užívá náhradní zapojení dle obr. (platí pro tranzistor NPN, pro PNP
se "obrátí" diody a orientace obvodových veličin). Vychází se ze skutečnosti, že každý
přechod tranzistoru se může chovat jako samostatná dioda. Tranzistorový jev je do modelu
zaveden pomocí proudových zdrojů, jejichž proudy jsou řízeny proudy diodami druhého
přechodu (tj. "do kříže"). Model pracuje ve všech čtyřech oblastech činnosti tranzistoru.
18) Nakreslete zjednodušené náhradní schéma bipolárního tranzistoru pro malý signál, obsahující jen diferenciální odpor emitorového přechodu re a proudový zdroj h21bIe nebo h21eIb, vyjadřující proudové zesílení pro zapojení SB a SE. Pomocí těchto náhradních zapojení vysvětlete rozdíl mezi vstupním odporem v zapojení SB a SE.
Diferenciální odpor je definován jako poměr změny vstupního napětí a vstupního proudu. V případě zapojení SB je Rvst(SB)=(UEB/(IE=(Iere/(Ie=re. V případě zapojení SE je vstupní odpor Rvst(SE)= (UBE/(Ib=((Ib+(Ic)re/ (Ib=((Ib+h21e(Ib)re/ (Ib(h21ere. Vstupní odpor v zapojení SE je tedy h21ekrát větší než vstupní odpor v zapojení SB.
Kmitočtová závislost zesílení
19) Zapište rovnice pro čtyřpólové hybridní parametry (h-parametry). Na základě nich definujte a pojmenujte parametry h11, h21,h22. Napětí a proudy označte: vstupní u1, i1, výstupní u2, i2.
Pro malé hodnoty zesilovaných signálů tj. mala střídavá napětí a proudy lze v pracovním bodě popsat lineárními rovnicemi. V nich pro daný pracovní bod vystupují konstanty úměrnosti - parametry. Pokud za nezávisle proměnné zvolíme u1 a i2 (na levé straně rovnic), dostaneme parametry hik . Jejich definici určíme za podmínek vstupu naprázdno, tj. i1=0 a výstupu nakrátko tj. u2=0. Uvažte, co tyto podmínky znamenají z hlediska celkového napětí a proudu.
Jednotlivé h- parametry jsou definovány takto :
Vstupní impedance při výstupu na krátko:
Zpětný napěťový činitel při vstupu naprázdno :
Proudový zesilovací činitel při výstupu nakrátko:
ation.3
Výstupní admitance při vstupu naprázdno:
20) Určete hodnoty RC, RB pro pracovní bod určený např.: Un=20 V, UBE=0,6 V, UCE=10 V, IC=5 mA, V pracovním bodě je hodnota h21E=100. Posuďte jak změna RB a tím i IB ovlivňuje IC. Předpokládejme, že změna vstupního napětí (UBE= 0,05 V vyvolá změnu proudu (IB=10 (A. Určete odpovídající změnu napětí (UCE a odpovídající napěťové zesílení AU. Předpokládáme, že hodnota h21E=100 platí i pro poměr změn výstupního a vstupního proudu tj. h21E= h21e
Určete IB ze znalosti h21E a napětí na RB a z nich odpor rezistoru RB. Změnu výstupního napětí (UCE určíme na základě změny výstupního proudu a odporu RC.
Ic = B * Ib ->>Ib = 50μA
Urc = Un – Uce = 10V
Rc = Urc/Ic = 2kΩ
Urb = Un – Ube = 19,4V
Rb = Urb/Ic = 388kΩ
Ib + ΔIb = 60μA ->> Ic´=6mA
Urc´= Ic´*Rc = 12V
Uce´=Un – Urc = 8V
ΔUce = 10-8=2V
Au = ΔUce/ΔUbe = 2/0,05 = 40
21) Porovnejte uvedená zapojení z hlediska teplotní stabilizace. Vysvětlete princip teplotní stabilizace prostřednictvím emitorového rezistoru RE a význam kondenzátoru CE.
Změna kolektorového proudu vlivem teploty vyvolává změnu pracovního bodu v prvním zapojení. V zapojení s emitorovým rezistorem vyvolá změna kolektorového proudu změnu napětí na RE , tím i zmenšení napětí mezi bází a emitorem a následné snížení kolektorového proudu. Jedná se o zápornou zpětnou vazbu. Aby tato neovlivňovala zesílení, tj. nepůsobila na střídavý signál, je třeba RE přemostit („zkratovat“ pro střídavý signál). Musí být splněna podmínka 1/(CE((RE)
Z hlediska stabilizace prac. bodu u prvního obrázku nebylo uděláno nic, byl nastaven pouze prac. bod.
V druhém případě byl připojen stabil. Rezistor RE (emitorový stabilizační rezistor).
Stabilizace pracovního bodu při kolísání teploty se dosáhne tím, že se proti narůstání IC (způsobeného vzrůstem teploty ) působí změnou potenciálu báze tranzistoru.
Stabil. účinek RE – napětí na RB je dáno rozdílem napájecího napětí a úbytkem napětí ne RE. Zvětšíli se proud kolektoru, zvětší se úbytek napětí UE na RE. Tím se zmenší napětí UB na RB, klesne IB = zmenšení IC (částečná stabilizace).
RB, RC, RE … nastavení pracovního bodu tranzistoru a jeho stabilizace zavedením emitorové zpětné vazby (RE)
CE … přemostění emitorového odporu RE pro střídavou složku a její uzemnění; 1/ωCE