Активна оптерећења у кругом појачала

The Great Gildersleeve: Leroy's Toothache / New Man in Water Dept. / Adeline's Hat Shop (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Активна оптерећења у кругом појачала

Дискретни полупроводнички уређаји и склопови


Питање 1

Знамо да се струја у серијском кругу може израчунати помоћу ове формуле:

И = Е тотал


Р тотал

Такође знамо да напон који се испусти преко било којег појединачног отпорника у серијском кругу може се израчунати помоћу ове формуле:

Е Р = ИР

Комбинирајте ове две формуле у једну, тако да се променљива И променљива, остављајући само Е Р изражену у смислу укупно Е, Р укупно и Р.

Открити одговор Сакриј одговор

Е Р = Е укупно⎛ ⎝ Р


Р тотал

⎞ ⎠

Следеће питање: алгебраички манипулише овом једначином да реши за Е укупно у смислу свих осталих варијабли. Другим речима, покажите како можете израчунати количину укупног напона неопходног да бисте произвели одређени пад напона ( ЕР ) преко одређеног отпорника (Р), с обзиром на укупну отпорност кола (Р укупно ).

Напомене:

Иако се ова "формула за поделу напона" може наћи у било ком броју електронских референтних књига, ваши ученици морају разумјети како алгебраично манипулирати датом формулом како би дошли до овог.

Питање 2

Утврдите шта ће се десити са излазним напоном (В излазом ) и струјом отпорника Р 1Р 1 ) у овом кругу пошто је отпорност Р 2 повећана :

Открити одговор Сакриј одговор

Како се Р 2 повећава отпорност, В се повећава и И Р 1 се смањује.

Напомене:

Ништа посебно овде - само квалитативна анализа врло једноставног круга разводника напона.

Питање 3

Претпоставимо да смо упоређивали перформансе два круга напона разводника један по један. Коло на левој страни има један варијабилни отпорник (Р 2 ), док коло са десне стране има два променљива отпорника (Р 1 и Р 2 ). Отпорници десног кола су гангирани заједно на такав начин да, пошто се један отпор повећава, други ће се смањивати за исту количину, чиме ће укупан отпор кола бити константан:

Знајући да напон излази делилицом напона описан је следећом формулом, одредити који круг разводника напона даје највећу промену излазног напона за одређену промјену отпорности Р2.

В излаз = В батерија⎛ ⎝ Р 2


Р 1 + Р 2

⎞ ⎠

Открити одговор Сакриј одговор

Раздјелник напона са гнезденим реостатима довеће највећу промену излазног напона за одређену промјену отпорности Р 2, јер само бројац фракције у формули дивидера напона мијења се са Р 2, а не са именитељем.

Питање о праћењу # 1: шта се дешава са количином струје у сваком кругу за одређену промјену отпорности на Р 2 "напомене скривене"> Напомене:

Разумевање математичке основе одговора може бити значајан прескок за неке ученике. Ако доживите проблеме с разумевањем како формула за поделу напона доказује одговор, покушајте да их пробате на "размишљен експеримент" са стварно једноставним бројевима:

Почетни услови:
Р 1 = 1 Ω
Р 2 = 1 Ω
В батерија = 1 волт

Сада, повећајте Р 2 од 1 Ω до 2 Ω и погледајте који круг разводника напона доживи највећу промену у излазном напону. Када се ове примјерне количине стављају у одговарајуће формуле, треба постати лако видјети како формула за поделу напона објашњава веће напонско окретање другог круга разводника.

Наведите својим ученицима да је ово пример практичног решавања проблема: извођење "мисаоног експеримента" са стварно једноставним количинама за нумерички истраживање како два различита система реагују на промене. Иако ништа посебно није тешко у овој технику, многи ученици то избегавају јер мисле да мора постојати неки лакши начин (готово објашњење, за разлику од сопственог експеримента) да би се разумио концепт. Добијање ученика преко ове баријере о ставу је тежак и кључан корак у развоју способности за самосталну наставу.

Питање 4

Сврха тренутног круга огледала је одржавање константне струје кроз оптерећење упркос промјенама отпора тог оптерећења:

Да бисмо грубо моделирали понашање транзистора као аутоматски различитог реостата - константно прилагођавајући отпор како је неопходно да би се струја оптерећења константна - како бисте описали овај реостатски одговор на промјене отпорности на оптерећење // // ввв.беаутицрев.цом.ау/ /суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/02656к02.пнг ">

Другим речима, како се повећава оптерећење Р, шта ради Р транзистор - повећава отпорност, смањује отпор или остане исти отпор какав је био раније? Како промјена вриједности Р транзистора утјечу на укупну отпорност склопа?

Открити одговор Сакриј одговор

Са повећањем оптерећења Р, Р транзистор ће смањити отпор тако да одржава константну струју кроз оптерећење и константну укупну вредност Р.

Напомене:

Овај модел тренутног понашања транзистора огледала, иако сурови, служи као добар увод у тему активних оптерећења у транзисторским кружним појачавачима. Овде је транзистор конфигурисан да ради као регулатор константне струје, а затим се серијски поставља са транзистором који повећава напетост, што даје много веће напоне него што је могуће са пасивним оптерећењем (отпоран отпорник).

Питање 5

Интересантна техника постизања изузетно високог напона од једногодишњег транзисторског појачала је замена активног оптерећења за уобичајени отпорник оптерећења (који се налази на колектору):

Обично је ово "активно оптерећење" у облику тренутног круга огледала, понашајући се као тренутни регулатор, а не као прави извор струје.

Објасните зашто присуство активног оптерећења резултира значајно више напонске добитке него обични (пасивни) отпорник. Ако је активно оптерећење савршен струјни регулатор, задржавање колектора струје је апсолутно константно упркос било каквој промени проводљивости колектора на бази главног транзистора за повећање, шта би напон добит био "# 5"> Открити одговор Сакри одговор

Ако је активно оптерећење савршен регулатор струје, добитак напона овог једностепеног круга појачала би био бесконачан (∞), јер је еквивалентна отпорност Тхевенина за тренутни извор бесконачних охма.

Напомене:

Постоји више начина да схватимо овај ефекат и зашто функционише. Један од најсофистициранијих начина јесте размотрити оно што је унутрашњи отпор савршеног извора струје: бесконачан. Питајте своје ученике како су размишљали о овом ефекту и шта значи да су запослени да схвате овај концепт.

Питање 6

Идентификујте што више активних оптерећења колико можете у следећој (поједностављени) схеми ЛМ324 оперативног појачавачког круга:

Открити одговор Сакриј одговор

Наравно, сви тренутни извори су активна оптерећења, али постоји још један у доњем левом углу шеме. Допустићу вам да откријете где је то!

Напомене:

Чак и ако студенти још не знају шта је круг "оперативног појачавача", они би и даље требали препознати фазе транзистора, конфигурације и активне оптерећења. У овом случају, већина активних оптерећења је очигледна (што је откривено тренутним изворним симболима).

Немојте се изненадити ако неки од ваших ученика истичу да диференцијални пар у овом опамп-колу изгледа "наопачке" у поређењу са оним што су раније видели за диференцијалне парице. Пустите им да знају да ово није стварно питање, и да диференцијални пар функционише исто у овој конфигурацији.

Питање 7

Идентификујте што више активних оптерећења колико можете у следећој схеми ЛМ741 оперативног појачавачког кола, заједно са одговарајућим транзисторима (амплификовањем):

Открити одговор Сакриј одговор

К6 је активно оптерећење за К4
К 23 је активно оптерећење за К4
К 13 је активно оптерећење за К 17 и К 22

Напомене:

Чак и ако студенти још не знају шта је круг "оперативног појачавача", они би и даље требали препознати фазе транзистора, конфигурације и активне оптерећења.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →