Vypracované úkoly na zkoušku BREB 2010

s děliče
Přepočet zdroje napětí a proudu
Ideální zdroj napětí - (zkratuje se u Nortona a Thevenina)
Ideální zdroj proudu - (odstraní se u Nortona a Thevenina)
Theveninova věta - na napěťový zdroj (U = napětí naprázdno na svorkách, R = odpor mezi svorkami)
Nortonova věta - na proudový zdroj (I = proud nakrátko na svorkách, G = vodivost mezi svorkami)
Superpozice
Transfigurace (T→H: Z = součin co vede do uzlu/suma všech; H→T: Z12 = Z1Z2/Z3 + Z1 + Z2
(6) Dolní a horní RC-propust 1. řádu. U obou propustí odvoďte napěťový přenos naprázdno KU(p), KU(), |KU()|, φ(). Nakreslete v log. souřadnicích |KU()| (včetně asymptot), φ(). Nakreslete odezvu na jednotkový skok. Podobně pro jakýkoli mírně složitější RC-dvojbran.
mezní kmitočet: 1 / RC; odezvy: RC - rostoucí exp.; CR - klesající exp.
(7) Základní obvodová pravidla pro tranzistor v aktivní oblasti – znát neomylně! a umět je používat v konkrétních situacích, viz např. otázka č. 14.
Prahové napětí přechodu BE je (téměř) konstantní - 0,6V při libovolné hodnotě bázového I
Tranzistorový zesilovací jev: β = Ic/Ib, h21E = d Ic/d Ib (β = h21E = 100 až 400)
Vždy platí Ib + Ic = Ie, Ib je však malý, takže Ic je skoro Ie
Uce = Ucb + Ube = Ucb + 0,6V
Pro okolní odpory platí samozřejmě Ohmův zákon
(8) Nastavení stejnosměrného pracovního bodu tranzistoru v „libovolné“ situaci - nikoli obecně, ale na konkrétních příkladech, viz přednášky a příklady.
1) Volba klidového kolektorového proudu IC (menší proud IC - menší proud, menší zesílení, větší vstupní impedance h11E), většinou volíme 1mA
2) Volba klidového kolektorového napětí UCE (ve střídavě vázaných polovina UCC - velký rozkmit; v ss vázaných většinou UBE nebo UCC - UBE), vyšší UCE - mírně vyšší šum, velmi vysoký když se blížíme k průraznému napětí
Potom:
Střídavě vázaný
Výpočet RC a RB:
Stejnosměrně vázaný
Proud IC lze volit libovolně, však, UCE bývá často vnuceno navazujícím obvodem.
(9) Tranzistor jako linearizovaný dvojbran (návaznost na otázku 4). HI-matice bipolárního tranzistoru. Význam jednotlivých čtyř h-parametrů. Pouze vyjmenujte.
HI bipolárního tranzistoru
(10) Zapojení tranzistoru: SE, SE+RE, SC. Znát bez odvození přibližné vztahy pro Zvst, KU,21,Z.
Zapojení SE
Zvst = h11E
KU = (h21EZ)/(h11E)
Z je zátěž na výstupu
přibl. vztahy jsou velmi přesné při malém Z (často splněno)
Zapojení SE + RE
Zvst = h11E + h21ERE
KU = Z/RE
Z je zátěž na výstupu
zesílení téměř nezávisí na tranzistoru (!), navíc je velké Zvst
Zapojení SC (emitor. sledovač)
Zvst = h11E + h21EZ
KU = 1
Z je zátěž na výstupu
přibl. vztahy velmi přesně
velké Zvst a malé Zvýst => impedanční oddělení (jako sledovač napětí u OZ)
(11) Zdroj konstantního proudu s bipolárním tranzistorem.
Proud IE je přibližně proud IC, a ten je konstantní. Klesne li proud IE, sníží se napětí na RE, ale Zenerka udržuje stále své napětí, takže se zvýší proud IB, což více otevře tranzistor a UCE se zmenší.
Kritická hodnota je UCE = 0 => UZ max = UCC - Ur + 0,6
(12) Bipolární tranzistor ve spínacím režimu (bez antisaturační diody) - výpočet budicího obvodu sestaveného ze dvou odporů (co je cílem výpočtu?) - viz přednášky, příklady a laboratorní úloha.
Tranzistor musí být v režimu saturace (tj. UCE IC i IB je tranzistoru vnucen, je tedy vnuceno i zesílení h21E (volíme 30 u výkonových 10).
Jakmile jej odpojíme, dojde k odsátí minoritních nosičů přes RBE, tím se zkrátí vypínací doba. Malý RBE = krátká vypínací doba, ale velký budící proud (kompromis).
Návrh budícího obvodu = určení R1, RBE
Podle daného IC zvolíme h21E (10 nebo 30)
IB = IC/h21E
Volíme malé RBE - když malé, rychle se vypne, ale bude velký budíci proud
celk. budící proud - I1 = IB + IRBE = IB + UBE/RBE
určíme R1 = (U0 - UBE)/I1
(13) Nastavení pracovního bodu Zenerovy diody, známe-li proud zátěže a zvolený proud Zenerovy diody (podle jakých kritérií proud diodou volíme?).
Zadáno: UZ, I2, U1
Volíme IZ: musí být nad kolenem a pod max proudem:
IK < IZ < Imax 1mA < IZ < PZmax/UZ
I1 = IZ + I2
R1 = (U1 - UZ)/I1
(14) Základní vnitřní struktura operačních zesilovačů