Биполарни спојни транзистори у активном режиму

SIROVA HRANA IH JE IZLEČILA OD NEIZLEČIVIH MENTALNIH BOLESTI! (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Биполарни спојни транзистори у активном режиму

Дискретни полупроводнички уређаји и склопови


Питање 1

Немој само седети тамо! Изградите нешто!

Учење математички анализирајућих кола захтева много студија и праксе. Уобичајено, ученици практикују тако што раде кроз многе проблеме узорка и провјеравају своје одговоре против оних које предвиђа уџбеник или инструктор. Иако је ово добро, постоји много бољи начин.

Више ћете научити стварајући градњу и анализу стварних кола, дозвољавајући вашој опреми за тестирање да пружи "одговоре" уместо књиге или друге особе. За вежбе вежбања кола, следите ове кораке:

  1. Пажљиво мерите и забележите све компоненте пре изградње кола, бирате вредности отпорника довољно високе да оштетите било коју активну компоненту мало вероватну.
  2. Прикријемо шематски дијаграм за коло које треба анализирати.
  3. Пажљиво изградите овај круг на плочи или другом пригодном медију.
  4. Проверите тачност конструкције кола, пратите сваку жицу на сваку везну тачку и проверите ове елементе један по један на дијаграму.
  5. Математички анализирај круг, решавање за све напонске и тренутне вредности.
  6. Пажљиво измерите све напоне и струје како бисте потврдили тачност ваше анализе.
  7. Ако постоје било какве значајне грешке (веће од неколико процената), пажљиво провјерите конструкцију кола на дијаграму, а затим пажљиво поновно израчунајте вриједности и поновно измјерите.

Када ученици прво сазнају о полупроводничким уређајима и највероватније ће их оштетити неправилним везама у својим колима, препоручујем да експериментишу са великим компонентама високог ватирања (1Н4001 исправљајуће диоде, ТО-220 или ТО-3 транзисторе за случај снаге, итд.) и коришћењем извора напајања из сувих ћелија, а не помоћног напајања. Ово смањује вјероватноћу оштећења компоненте.

Као и обично, избјегавајте врло високе и врло ниске отпорне вриједности, како бисте избјегли грешке у мерењу узроковане "учитавањем" метра (на високом крају) и избјегавање сагоревања транзистора (на доњем крају). Препоручујем отпорнике између 1 кΩ и 100 кΩ.

Један од начина на који можете уштедјети време и смањити могућност грешке је започињање врло једноставног круга и постепено додавање компоненти како би се повећала његова сложеност након сваке анализе, умјесто изградње потпуно новог кола за сваки проблем у пракси. Друга техника за уштеду времена је поновна употреба истих компоненти у различитим конфигурацијама кола. На овај начин нећете морати да измерите вредност било које компоненте компоненте више од једном.

Открити одговор Сакриј одговор

Нека сами електрони дају одговоре на своје "проблеме у пракси"!

Напомене:

Било је моје искуство да студенти захтевају много вежбања са анализом кола како би постали способни. У том циљу, инструктори обично пружају својим ученицима мноштво проблема у пракси и пружају одговоре студентима да провере свој рад против. Иако овакав приступ чини ученицима умешан у теорију кола, не успије их потпуно образовати.

Студенти не требају само математичку праксу. Они такође требају стварне, практичне кругове за изградњу праксе и употребу опреме за тестирање. Дакле, предлажем следећи алтернативни приступ: ученици треба да граде сопствене "праксе" са стварним компонентама и покушају математички предвидјети различите напонске и тренутне вриједности. На овај начин, математичка теорија "оживи", а студенти стичу практичну стручност коју не би добили само решавањем једначина.

Други разлог за пратњу овог начина праксе јесте да науче ученичке научне методе : процес тестирања хипотезе (у овом случају, математичких предвиђања) вршењем правог експеримента. Студенти ће такође развити стварне вештине решавања проблема јер повремено врше грешке у конструкцији кола.

Проведите неколико тренутака са вашом класом да бисте прегледали неке од "правила" за изградњу кругова пре него што почну. Разговарајте о овим питањима са вашим ученицима на исти начин у Сократу како бисте нормално разговарали о питањима радног листа, а не само да им кажете шта требају и не би требало да раде. Никада не престајем да се чудим колико су лоши ученици схватили упуте када су представљени у типичном предавању (инструктор монологу) формату!

Напомена инструкторима који се могу жалити на "изгубљено" време потребно да ученици граде стварна кола уместо само математички анализирање теоријских кругова:

Која је сврха ученика који изводе курс "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 2

Модели сложених електронских компоненти су корисни за анализу кола, јер нам омогућавају да изразимо апроксимативно понашање уређаја у смислу идеалне компоненте са релативно једноставним математичким понашањима. Транзистори су добар пример компоненти који се често моделују ради анализе појачавачког кола:

Мора се схватити да модели никада нису савршене реплике стварне ствари. У једном тренутку, сви модели не прецизно емулирају модел који се моделира. Једина стварна брига је колико тачно желимо да наше апроксимације буду: које карактеристике компоненте највише забрињавају, а које не.

На пример, приликом анализе одговора транзисторских кругова појачала на мале АЦ сигнале, често се претпоставља да ће транзистор бити "пристрасан" помоћу ДЦ сигнала тако да се диода базе-емитера увек води. Ако је то случај, а све што нас занима је како транзистор реагује на АЦ сигнале, можемо сигурно елиминисати спој диода са нашег транзисторског модела:

Међутим, чак и са напоном од 0, 7 волта (номиналног) напона напона који је одсутан из модела, још увијек постоји нека импеданција да ће се наизмјенични сигнал сусретати док протиче кроз транзистор. Заправо, у самом транзистору постоји неколико различитих импеданци, које су обично симболизоване отпорницима и малим словима ознака:

Из перспективе АЦ струје која пролази кроз база-емитер спој транзистора, објасните зашто су следећи транзисторски модели еквивалентни:

Открити одговор Сакриј одговор

Ова два модела су еквивалентна јер ће одређена струја (и б ) узроковати исту количину падова напона између базе и емитера (в = ир):

В = и б р ' б + (и б + βи б ) р' е Лева рука модел

в = и б (р ' б + (β + 1) р' е ) Десни модел

Математичка еквивалентност ова два израза може се показати факторингом и б из свих термина у левој моделној једначини.

Напомене:

Сврха овог питања је упознавање студената са концептом моделирања БЈТ-а, као и упознавање са неким симболима и изразима који се обично користе у овим моделима (као и мало ДЦ резолуције теорије мреже и алгебре, наравно !).

Питање 3

Линије за оптерећење су корисни алати за анализу транзисторских кругова појачала, али у почетку их је тешко разумети. Да бих вам помогао да разумете шта су "оптерећене линије" корисне и како су одређене, применићу једну на овај једноставни круг од два отпорника:

Мораћемо да направимо линију оптерећења за овај једноставни двосмјерни круг заједно са "карактеристичном кривом" за отпорник Р 1, како бисмо видели предност линије оптерећења. Линије оптерећења стварно имају само значење када се надовезују са другим парцелама. Прво, карактеристична крива за Р 1, дефинисана као однос напона / струје између терминала А и Б :

Затим ћу утврдити оптерећење као што је дефинисано отпорником оптерећења од 1, 5 кΩ. Ова "оптерећена линија" изражава напон који је доступан између истих два терминала (В АБ ) као функције струје оптерећења, како би се рачунало за напон који је опао преко оптерећења:

По којој вриједности струје (И Р1 ) се двије линије пресецају "# 3"> Открити одговор Сакриј одговор

И Р = 8 мА је иста вриједност струје коју бисте израчунали ако сте анализирали ово коло као мрежу отпорних мрежа.

Питање о следећем питању: можда се питате: "Која је тачка плана" карактеристичне криве "и" оптерећења "у тако једноставном кругу, ако смо све што смо морали да урадимо да решимо за струју, додали два отпора и поделите ту укупну вредност отпорности на укупан напон? "Па, да будем искрен, нема смисла анализирати такав једноставан круг на овај начин, осим да илуструјемо како линије оптерећења раде. Моје следеће питање је следеће: где би започињање оптерећења стварно било корисно у анализи понашања кола? Да ли можете да замислите било какве модификације овог двосмјерног круга које би захтијевале анализу оптерећења линије како би ријешили струју?

Напомене:

Иако овај приступ анализи кола може изгледати неуморан - користећи линије оптерећења за израчунавање струје у двоструком отпорном колу - показује принцип линија оптерећења у контексту који би требао бити очигледан студентима у овом тренутку у њиховој студији. Разговарајте са својим ученицима како се добијају две линије (један за отпорник Р 1, а други за цртање напона доступног Р 1 на основу укупног извора напона и вриједности оптерећења отпорника).

Такође, разговарајте о значају две линије које се пресецају. Математички, шта значи раскрсница два графика? Које координатне вриједности тачке пресека представљају у систему истовремених функција? Како се овај принцип односи на електронско коло?

Питање 4

Линије оптерећења су корисни алати за анализу транзисторских кругова појачала, али могу се применити и на друге типове кругова. Узмите на пример овај диоде-отпорни круг:

Карактеристична кривуља диода је већ приказана на следећем графикону. Ваш задатак је да плотирате линију оптерећења за круг на истом графу и запазите где се две линије пресецају:

Који је практичан значај ове раскрснице парцела # 4 "> Открити одговор Сакриј одговор

Две линије се укрштају при струји од око 1, 72 мА:

Следеће питање: објасните зашто употреба оптерећења знатно поједностављује одређивање струје кола у таквом склопу диода-отпорника.

Питање изазов: Претпоставимо да је вредност отпорника повећана са 2, 5 кΩ на 10 кΩ. Која разлика би то учинила на плочници линије терета, иу тачки пресека између две парцеле "белешке скривене"> Напомене:

Иако овај приступ анализи кола може изгледати блесаво - користећи линије оптерећења за израчунавање струје у диодном отпорном колу - он показује принцип линија оптерећења у контексту који би требао бити очигледан студентима у овом тренутку у њиховој студији. Разговарајте са својим ученицима како се добија оптерећење за ово коло и зашто је то право док карактеристична кривина диода није.

Такође, разговарајте о значају две линије које се пресецају. Математички, шта значи раскрсница два графика? Које координатне вриједности тачке пресека представљају у систему истовремених функција? Како се овај принцип односи на електронско коло?

Питање 5

Врло значајна мера понашања транзистора су његове карактеристичне криве, скуп графова који показују колекторску струју у широком опсегу падова напона колектора-емитера за одређену количину базне струје. Следећа плоча је типична кривуља за биполарни транзистор са фиксном вриједношћу базне струје:

"Тестно коло" за прикупљање података како би овај граф изгледао овако:

Идентификујте три различита региона на овом графу: засићеност, активан и слом, и објасните шта значи сваки од ових израза. Такође, идентификујте који део ове криве транзистор делује највише као уређај за регулацију струје.

Открити одговор Сакриј одговор

Одговарајуће понашање транзистора на тренутну регулацију одвија се у његовом "активном" региону.

Питање о следећем питању: какве би изгледале карактеристичне криве за транзистор који није успео да скрати између својих колектора и емитерских терминала "белешке скривене"> Напомене:

Питајте своје ученике како би изгледала савршена крива регулације струје. Како ова савршена кривина упореди са карактеристичном кривом приказаном у овом питању за типични транзистор?

Реч упозорења је у реду: не препоручујем да се тестно коло као што је приказано у овом питању гради за прикупљање података о кривини. Ако транзистор однесе моћ у било које значајно време, загреваће се и његове кривине ће се драматично променити. Реалне кривуље транзистора генеришу комад тестне опреме која се зове "трагач криве", која помера напон колектора и емитера и брзо пребацује базну струју (довољно брзо да "обори" све кривине на екрану осцилоскопа пре него што фосфор престане сијати ).

Питање 6

Ако је транзистор подвргнут неколико различитих базних струја, а напон колектора-емитер (В ЦЕ ) "преко целог опсега за сваку од ових базних струјних вриједности, могу се добити и обрадити подаци за читаву" породицу "карактеристичних кривих :

Шта ове карактеристичне криве указују на контролу базне струје преко струје колектора "# 6"> Открити одговор Сакриј одговор

Струја колектора је (у већини случајева) директно пропорционална базној струји док је у "активном" региону.

Напомене:

Питајте своје ученике о изгледу карактеристичних кривина за савршен транзистор: онај који је био савршен регулатор струје колектора преко целог опсега напона колектора-емитера.

Питање 7

Спровођење електричне струје кроз колекторски терминал транзистора биполарног споја захтијева да се носачи мањина "ињектирају" у базну област помоћу струје базног емитера. Тек након убризгавања у базну област, ови носачи пуњења могу бити окренути према колектору помоћу примјеног напона између емитера и колектора како би се формирала колекторска струја:

Аналогија која помаже да илуструје ово је особа која баци цветне латице у ваздух изнад главе, док поветарац носи латице хоризонтално даље од њих. Ниједан од цветних латицама не може бити "ошамућен" од ветра све док их особа не пусти у ваздух, а брзина ветра нема утицаја на то колико се цветних латица одваја од особе, јер се морају ослободити човек држи прије него што оде било где.

Упућујући на енергетски дијаграм или аналогију цветног лима, објасните зашто ток струје колектора за БЈТ снажно утиче на базну струју и само на њега слабо утиче напон колектора-емитер.

Открити одговор Сакриј одговор

Акција бацања цветних латица у ваздух је аналогна базним струјним улазним носачима у базу региона транзистора. Довирање ових бацаних латица од ветра је аналогно померању носача пуњења преко базе и у колектор В ЦЕ . Као и број цветних латица које пролазе, количина струје колектора не зависи много од снаге В ЦЕ (јачине вјетра), већ на брзину убризгавања носача пуњења (број латица које се бацају нагоре у секунди) .

Напомене:

Ово је једна од мојих бољих аналогија за објашњавање БЈТ операције, посебно за илустрацију зашто сам Ц скоро независна од В ЦЕ . Такође помаже у објашњавању времена повратног опоравка за транзисторе: замислите колико дуго треба ваздух да избришете бачене цветне латице након што их престанеш да бацаш, аналогно са латентним носачима пуњења који морају да се избацују из базног региона помоћу В ЦЕ након базне струје зауставља.

Питање 8

Одредите приближну количину струје колектора за овај транзисторски круг, с обзиром на следећу карактеристичну криву постављену за транзистор:

Открити одговор Сакриј одговор

И Ц ≈ 4.75 мА

Следеће питање: колико ће струја колектора порасти ако се напонски извор повећа на 35 волти "напомене скривене"> Напомене:

Ово питање није ништа друго до вежба у тумачењу карактеристичних кривих.

Питање 9

Следећи шематски дијаграм је једноставан круг трагач криве, који се користи за плотирање струјних / напонских карактеристика различитих електронских компоненти на екрану осцилоскопа:

Начин на који ради је применом напона наизменичне струје преко прикључака уређаја који се тестира, излажући два различита напонска сигнала осцилоскопу. Један сигнал, који управља хоризонталном осовином осцилоскопа, представља напон на два терминала уређаја. Други сигнал, који покреће вертикалну осу осцилоскопа, је напон који се испустио преко отпорника, који представља струју кроз уређај. Са осцилоскопом постављеним за "КСИ" мод, електронски зрак траје карактеристичну кривину уређаја.

На пример, једноставни отпор би генерисао овај осцилоскопски дисплеј:

Отпорник веће вриједности (више ома отпорности) би генерисао карактеристичну плоту са плитком нагибом, што представља мање струје за исту количину примјењеног напона:

Кругови трага криве проналазе своју стварну вредност у тестирању полупроводничких компоненти, чије понашање напона / струје није нелинеарно. Узмите на пример ову карактеристичну криву за обичну исправку диода:

Траг је равно свугдје остао од центра гдје је примењени напон негативан, што указује на то да нема струје струје када је реверсе-пристрасан. Десно од центра, траг се нагло нагиње нагоре, што указује на експоненцијалну струју диода са растућим примјењеним напоном (унапред предодређен) баш као што предвиђа "диодна једначина".

На следећим мрежама скривамо карактеристичну криву за диоду која је неуспешна краткотрајна, а такође и за ону која није отворена:

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Карактеристичне кривине нису најлакши концепт за неке студенте да схвате, али су невероватно информативни. Не само да могу да илуструју електрично понашање нелинеарног уређаја, већ се могу користити и за дијагнозу иначе тежих мера. Пустити ученицима да открију како изгледају кратке и отворене кривине је добар начин да отвори своје мисли овом дијагностичком алату и природи карактеристичних кривих уопште.

Иако је далеко од очигледног, један од канала осцилоскопа мораће да буде "обрнут" како би се карактеристична кривина појавила у тачном квадранту (с) екрана. Већина осцилоскопа са двоструким траговима имају функцију "канал инверт" која добро ради у ту сврху. Ако ангажовање функције за инвертирање канала на осцилоскопу преломи погрешну осу, можете обрнути прикључке уређаја за тестирање на круг трагач криве, истовремено померајући обе осе. Између уређаја за обртање уређаја и обртања једног канала осцилоскопа, можете добити криву да бисте запели било који начин на који желите!

Питање 10

Објасните зашто транзистор биполарног споја има тенденцију да регулише струју колектора преко широког спектра падова напона колектора и емитера када је његова базна струја константна. Шта се интерно дешава што чини БЈТ-ов колектор струја релативно независним од напона колектора и емитера и јако зависи од базе струје "# 10"> Открити одговор Сакри одговор

Због тога што је БЈТ мањински носач, велика већина струје колектора је резултат носача пуњења који су ињектирани из емитера у основни регион. Пошто је ова брзина пуњења ињектирања носача функција узбуде базичног емитовања, базна струја (или исправније, напон основни-емитер) првенствено одређује колекторску струју са напоном колектора-емитером који игра релативно малу улогу.

Напомене:

Пријашња природа БЈТ-а је постала разумљивија анализом дијаграма енергетског опсега транзистора у активном режиму.

Питање 11

Многе техничке референце ће вам рећи да су биполарни спојни транзистори (БЈТс) уређаји контролисани струјом: колекторска струја се контролише базном струјом. Овај концепт је ојачан појмом "бета" (β), односом између колекторске струје и базне струје:

β = И Ц


И Б

Ученици који уче о биполарним транзисторима често су збуњени када се сусрећу са спецификацијама података за транзисторске β односе. Далеко од тога да буде константан параметар, однос "бета" транзистора може се знатно разликовати у свом оперативном опсегу, у неким случајевима који прелазе редослед магнитуде (десет пута)!

Објасните како се ова чињеница слаже или не слаже са појмом БЈТ-а који су "контролисани у току" уређаја. Ако је колекторска струја заиста директна функција базе струје, зашто би онда константа пропорционалности између двије (β) толико променила?

Открити одговор Сакриј одговор

Седите пре него што прочитате ово и повежите се за тврду истину: транзистори биполарног споја нису технички уређаји контролисани тренутно. Седели сте, зар не? Добро.

Питање о следећем питању: ако БЈТс нису под контролом базне струје, онда на шта они контролишу? Изразите то у облику једначине ако је могуће. Хинт: истражити "једначину диода" за трагове.

Напомене:

У сврху дискусије, можда бисте желели да покажете својим ученицима ову једначину, прецизну у широком опсегу услова рада за напоне базног емитера изнад 100 мВ:

И Ц = И ЕСВ БЕ / В Т - 1)

Ова једначина је нелинеарна: повећање В БЕ не производи пропорционално повећање у И Ц. Због тога је много лакше размишљати о БЈТ операцији у смислу базних и колективних струја, однос између ове две варијабле је више линеаран. Осим када то није, наравно. Такав је размјер између једноставности и тачности. У настојању да ствари буду једноставније, често их завршавамо погрешним .

Овде треба напоменути да иако транзистори биполарних спојева нису уренаји којима се тренутно управља, они се и даље могу сматрати (приближно) уређајима који контролишу струју. Ово је важна разлика која се лако губи у питањима као што је то када се оспоравају основне претпоставке.

Питање 12

Уобичајени израз који се користи у инжењерству полупроводничких склопова је анализа малих сигнала . Шта је, заправо, анализа ßмалл сигнала и како то контраста са великом анализом сигнала ?

Открити одговор Сакриј одговор

Анализа малих сигнала је где се претпоставља да су сигнали довољно мали у величини да активни уређаји требају реагирати на готово линеаран начин. Велика анализа сигнала је где се претпоставља да су сигнали довољно велики да компоненте нелинеарности постану значајне.

Следеће питање: зашто би се инжењери трудили са два начина анализе уместо само једног (велики сигнал), гдје се узимају у обзир стварно (нелинеарно) понашање компоненти? Објасните то у смислу мрежних теорема и других математичких "алата" доступних инжењерима за анализу кола.

Напомене:

При истраживању инжењерских уџбеника и других ресурса, ови термини се често користе без упознавања, остављајући пуно почетних ученика збуњен.

Питање 13

Објасните шта то значи да транзистор ради у свом "активном" моду (за разлику од прекида, засићења или квара).

Открити одговор Сакриј одговор

У активном режиму, транзистор "дуље" врши струју негде између потпуног искључивања и потпуног укључивања.

Напомене:

Помозите својим ученицима да упоређују активну транзисторску операцију с оним што познају транзисторе као прекидачке елементе (било засићене или прекривене). Замолите их да објасне шта је јединствено у вези са понашањем транзистора у активном региону који није изложен у било ком другом региону (тј. Понашање транзистора у односу на струју колектора и напон колектора-емитера).

Питање 14

Знамо да графикони нису ништа друго до збирке појединих тачака које представљају корелиране податке у систему. Овде је графикон карактеристичне криве транзистора (за једну вредност базне струје):

И ево парцеле "линије оптерећења" за круг транзисторског појачала:

За сваки од ових графова, изаберите једну тачку дуж криве (или линије) и опишите шта та поједина тачка представља, у реалним условима. Шта значи једна тачка података на било ком од ових графова у транзисторском колу "# 14"> Открити одговор Сакри одговор

За карактеристичну криву транзистора једна тачка података представља количину струје која ће проћи кроз колекторски терминал за одређену количину базне струје и одређену количину падова напона колектора и емитера.

За линију оптерећења једна тачка података представља количину напона колектора-емитера доступном транзистору за одређену количину струје колектора.

Пресек карактеристичне криве и линије оптерећења представља једну колекторску струју (и одговарајући В ЦЕ пад напона) који ће "задовољити" услове свих компоненти.

Напомене:

Разговарајте о овом питању са својим ученицима. Толико пуно студената електронике научи да плати линије оптерећења за кружнице појачала без икаквог разумевања зашто то морају учинити. Параметри оптерећења линија су веома корисни алати у анализи кола појачала, али значење сваке криве / линије мора бити добро разумљено пре него што постане корисно као инструмент разумевања.

Питајте своје ученике који од два типа графикона (карактеристичне криве или линије оптерећења) представљају природно или "слободно" понашање компоненте и које представља ограничене услове унутар одређеног кола.

Питање 15

Опишите шта је теретна линија, на њему се на овом графику појављује карактеристичне транзисторске кривуље:

Шта тачно представља линија оптерећења у кругу "# 15"> Открит одговор Сакриј одговор

Линија оптерећења је плотер који показује количину напона колектора-емитера доступном транзистору (В ЦЕ ) за било коју дату колекторску струју:

Питање о следећем питању: зашто су линије оптерећења увек равне и нису савијене, јер су криве карактеристика транзистора "скривене белешке"> Напомене:

За ученике је веома важно схватити онтолошку природу линија оптерећења (тј. Шта су они ) ако их често користе у транзисторској анализи кола. Ово је, нажалост, често ученици често не схватају када започну проучавање транзисторских кола и ја кривицу стављам директно на уџбенике (и инструкторе) који не проводе довољно времена за увођење концепта.

Мој омиљени начин учења студената о линијама оптерећења јесте да им имају плочице за оптерећење за не-транзисторске кругове, као што су раздјелници напона (са једним од два отпорника који су означени као "оптерећење" и друга променљива на отпорник) и диоде-отпорник кругови.

Питање 16

Иако су карактеристичне криве за транзисторе обично генерисане у кругу где је базна струја константна и напон колектора-емитер (В ЦЕ ) је вариран, то обично није како се конструишу кругови транзисторских појачавача. Типично, основна струја варира са улазним сигналом, а напајање колектора је извор фиксног напона:

Присуство отпорника оптерећења у кругу додаје још једну динамику у понашање кола. Објасните шта се дешава са напоном колектора и емитера транзистора (В ЦЕ ) када се струја колектора повећава (смањујући више напона батерије преко оптерећења оптерећења), а квалитативно плотирате ову оптерећену линију на истом типу графикона који се користи за плотирање крива транзистора:

Открити одговор Сакриј одговор

Пошто нема бројева дуж оси овог графикона, најбоље што можете учинити јесте плотирање општег нагиба линије, од горње леве до доње десне:

Напомене:

Питајте свог учитеља зашто је ова парцела равна, а не закривљена као карактеристична функција транзистора.

Питање 17

Израчунати и надоградити линију оптерећења за ово коло на врху карактеристика карактеристика транзистора:

Затим одредите количину колекторске струје у кругу на следећим вредностима основне вриједности:

И Б = 10 μА
И Б = 20 μА
И Б = 30 μА
И Б = 40 μА
Открити одговор Сакриј одговор

И Б = 10 μА; И Ц = 3, 75 мА
И Б = 20 μА; И Ц = 6, 25 мА
И Б = 30 μА; И Ц = 8, 5 мА
И Б = 40 μА; И Ц = 9, 5 мА

Напомене:

Било би добро напоменути нешто овде: надограђивање линеарне функције на скупу нелинеарних функција и тражење тачака укрштања нам омогућава да ријешимо за више варијабли у нелинеарном математичком систему. Нормално, само линеарни системи једначина сматрају се "решљивим" без прибегавања веома временским аритметичким израчунањима, али овде имамо моћан (графички) алат за апроксимацију вредности варијабли у нелинеарном систему. Пошто су апроксимације ипак најбоље за које се можемо надати у транзисторским колу, то је довољно!

Питање 18

У овом графикону видећете три различите оптерећене линије које су приказане на три различите вредности отпорности оптерећења у кругу појачала:

Која од три оптерећења представља највећу вредност отпорности на оптерећење (Р оптерећење ) "# 18"> Открит одговор Сакриј одговор

Највећа линија оптерећења која је најближа хоризонталу представља највећу вредност отпорности на оптерећење, а такође представља и стање у којем ће се В ЦЕ највише разликовати за било коју количину измјене базне струје (улазног сигнала).

Напомене:

Ово питање изазива студенте да се односе оптерећења отпорника оптерећења на линије оптерећења, и како на практичну меру напона до напона у једноставном кругу појачала. Као илустрацију, замолите студенте да анализирају промене у кругу за улазни сигнал који варира између 5 μА и 10 μА за три различите вредности отпорности оптерећења. Разлика у ΔВ ЦЕ би требала бити очигледна!

Питање 19

Важан параметар кругова транзисторског појачавача је тачка К, или неактивна оперативна тачка . "К тачка" кругова појачавача транзистора ће бити једнака тачка негде дуж своје линије оптерећења.

Опишите шта "К точка" заправо значи за круг транзисторског појачала и како се његова вриједност може промијенити.

Открити одговор Сакриј одговор

"К тачка" за круг транзисторског појачала је тачка дуж оперативног подручја у условима "мирно": када нема улазног сигнала који је појачан.

Напомене:

К тачке су веома важне у процесу дизајнирања транзисторских појачала, али опет ученици често не успевају да схвате стварно значење концепта. Питајте своје ученике да објасне како линија оптерећења формирана отпорношћу на оптерећење и карактеристичним кривинама транзистора описује све могуће услове рада колектора и В ЦЕ за то појачало. Затим дискутујте како је статус тог кола дефинисан у било којој јединој тачки у времену дуж ових графова (линијом, кривом или тачком?).

Питање 20

Следећи график је фамилија карактеристичних кривих за одређени транзистор:

Нацртајте теретну линију и идентификујте К-тачку на тој линији оптерећења за коло са заједничким колекторским појачавачем помоћу овог транзистора:

Открити одговор Сакриј одговор

Питање о праћењу: положај К-точке овог кола је приближно на средини пута дуж теретне линије. Да ли бисте рекли да ово указује на појачавач пристрасан за рад класе А или за неку другу класу операције "белешке скривене"> Напомене:

Сврха овог питања је да ученици повежу своје постојеће знање са ДЦ анализом заједничког колектора на концепт линија оптерећења и К-бодова. Замолите ученике да поделе своје аналитичке технике са читавом класом.

Питање 21

Следећи график је фамилија карактеристичних кривих за одређени транзистор:

Нацртајте теретну линију и идентификујте К-тачку на тој линији оптерећења за круг појачавача заједничког емитера користећи овај транзистор:

Открити одговор Сакриј одговор

Следеће питање: одредите шта ће се десити са К-тачком ако отпорник Р 2 (отпорник отпорности од 2, 2 кΩ) не би био отворен.

Напомене:

Сврха овог питања јесте да ученици ставе своје постојеће знање о ДЦ анализи заједничког емитера на концепт линија оптерећења и К-бодова. Замолите ученике да поделе своје аналитичке технике са читавом класом.

Питање 22

Следећи график је фамилија карактеристичних кривих за одређени транзистор:

На графикону надмашите линију оптерећења за сљедеће коло појачала појединих емитера користећи исти транзистор:

Одредите и одређене вредности отпорника (Р 1 и Р 2 ) које ће довести до тачке К на отприлике средином пута на теретној линији.

Р 1 = Р 2 =

Открити одговор Сакриј одговор

Постоји неколико парова вредности отпорника који ће радити на адекватан начин како би поставили К-тачку у средиште оптерећења. Остављам ово вежбом за вас да радите и разговарате са својим колегама!

Следеће питање: одредите шта ће се десити са К-тачком ако отпорник Р 2 (отпорник отпорности од 2, 2 кΩ) не би био отворен.

Напомене:

Ово је врло практично питање, јер техничари и инжењери морају изабрати одговарајуће подмазивање тако да њихова појачавачка кола функционишу у предвиђеном класу (А, у овом случају). Постоји више од једног одговарајућег одговора за вредности отпорника, зато будите сигурни да ваши ученици деле своја решења са читавом класом тако да се могу истражити многе опције.

Питање 23

Пронађите један или два реална транзистора биполарног споја и доведите их са собом у дискусију. Идентификујте што више информација о вашим транзисторима прије расправе:

Идентификација терминала (који терминал је база, емитер, колектор)
Непрекидна снага
Типично β
Открити одговор Сакриј одговор

Ако је могуће, пронађите технички лист произвођача за своје компоненте (или барем таблицу података за сличну компоненту) да бисте разговарали са својим колегама. Будите спремни да докажете терминалске идентификације ваших транзистора у класи, користећи мултиметар!

Напомене:

Сврха овог питања је да ученици кинестетички интеракцију с предметом. Можда изгледа глупо да ученици учествују у вјежби "прикажите и кажите", али сам утврдио да активности попут ове значајно помажу неким ученицима. За ученике који су кинестетички у природи, то је одлична помоћ да заправо додирнете стварне компоненте док уче о својој функцији. Наравно, ово питање такође пружа изврсну могућност да обављају интерпретацију ознака компоненти, користе мултиметар, приступне таблице података итд.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →