ЈФЕТ појачала

Alexandar Fx Jfet Tone Saver (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

ЈФЕТ појачала

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

Овај релаксациони осцилаторски круг користи комбинацију резистор-кондензатора (Р1-Ц1) да би се утврдило временско кашњење између излазних импулса:

Напон мерен између ТП1 и тла изгледа овако на екрану осцилоскопа:

Мало другачија верзија овог кола додаје ЈФЕТ на путању струјног кондензатора:

Сада, напон на ТП1 изгледа овако:

Која функција ЈФЕТ ради у овом кругу, на основу ваше анализе новог таласног сигнала ТП1 "# 2"> Открити одговор Сакри одговор

ЈФЕТ у овом кругу функционише као константни регулатор струје.

Одговор на изазовно питање: нагиб = (дв / дт) = ((И Д ) / Ц)

Напомене:

Питајте своје ученике како ће знати да се односи на "константну струју" на посебну акцију пуњења овог кондензатора. Замолите их да то објасне математички.

Затим, замолите их да објасне како ЈФЕТ функционише како би регулисао струју пуњења.

Напомена: схематски дијаграм за ово коло изведен је из једног нађеног на страни 958 Јохн Маркус '

, Прво издање. Изгледа да је дизајн потекао из публикације Моторола на кориштењу транзистора за унијунцтион ("Унијунцтион Трансистор Тимерс анд Осциллаторс", АН-294, 1972).

Питање 3

Студент гради ово коло транзисторског појачала на безалмерној "масини":

Сврха потенциометра је обезбеђивање подесивог напона напона ДЦ за транзистор, тако да се може радити у режиму класе А. Након неког подешавања овог потенциометра, студент је у стању да добије добру амплификацију од транзистора (генератори сигнала и осцилоскопи су изостављени са илустрације за једноставност).

Касније, студент случајно подешава напон напајања до нивоа који прелази рејтинг ЈФЕТ-а, уништавајући транзистор. Поново постављање напона напајања назад где је студент започео експеримент и заменио транзистор, студент открива да потенциометар за помицање мора бити поново прилагођен како би се постигла добра операција класе А.

Занемарен овим открићем, студент одлучује да замени овај транзистор са трећим (од истог броја дела, наравно), само да би видио да ли потенциометар мора бити поново подешен за добру операцију класе-А. То јесте.

Објасни зашто је то тако. Зашто се потенциометар за померање врата мора поново прилагодити сваки пут када се транзистор замени, чак и ако су замјенски транзистори истог типа "# 3"> Открити одговор Сакри одговор

Ово коло за појачаваче користи пристраност врата, што је озлоглашено нестабилна метода ублажавања ЈФЕТ појачавачког кола.

Напомене:

Замолите ученике да тачно објасне шта је то што узрокује да К тачка овога појачавача буде промењена са сваким новим транзистором. Је ли то нешто у самом транзистору, или у неком другом делу кола?

С обзиром на нестабилност усмјеравања врата, треба ли овај метод користити у масовним појачавачким круговима? Замолите ученике да разраде зашто и зашто не.

Питање 4

Једноставно ЈФЕТ појачавачко коло приказано овде (изграђено са површинским елементима) користи технику подмлађивања која се назива " самообмишљавање" :

Самотичност обезбеђује много већу стабилност К-тачке него што је то случај са спољашњим подешавањем. Повуците схематски дијаграм овог круга, а затим објасните како функционише само-пристрасно.

Открити одговор Сакриј одговор

Самопозиционирање користи негативну повратну информацију коју ствара изворни отпорник за успостављање "природне" К-тачке за круг појачавача, умјесто да мора да снабдијева спољашњи напон као што је то учињено са промјеном врата.

Напомене:

Концепт негативних повратних информација је изузетно важан у електронским колима, али га не могу лако схватити сви. Самоподешавање ЈФЕТ транзистора је релативно лако разумљива примена негативних повратних информација, па обавезно искористите ову прилику да истражите концепт са својим ученицима.

Замолите ученике да објасне зашто је К-точка стабилност пожељна карактеристика за кола појачала масе, као и кола која су предмет поправке на нивоу компоненте.

Питање 5

Добитак напона за "бипассед" везу БЈТ појачан емитер БЈТ кола је сљедећи:

Циљеви појачавача ЈФЕТ са заједничким изворима су веома слични:

Један од проблема са "бипассед" конфигурацијама појачала, као што су заједнички емитер и заједнички извор, је варијабилност напона. Тешко је држати стабилност напона у било ком типу појачала, због промјенљивих фактора унутар самих транзистора који се не могу чврсто контролирати (р ' е и г м, респективно). Једно решење ове дилеме је да се "заглади" оним неконтролисаним факторима тако што не заобилази отпорник емитера (или извора). Резултат је већа стабилност А В на рачун А В магнитуде:

Напишите једнаџбе за повећање напона за обе "преплављене" конфигурације БЈТ и ЈФЕТ појачала, и објасните зашто су сличне једна другој.

Открити одговор Сакриј одговор

А В Р Ц


Р Е

Цоммон-емиттер БЈТ појачало

А В Р Д


Р С

ЈФЕТ појачало са заједничким изворима

Допустићу вам да објасните зашто ове две апроксимације добијају исту форму. Напомена: то има везе са величинама струја кроз сваки транзисторски терминал!

Следеће питање: математички објашњавају зашто отпори емитера / извора успевају да "преплављују" р ' е и г м, респективно, у овим прецизнијим формулама. Требало би да дате типичне вредности за р ' е и г м као део вашег аргумента:

А В = Р Ц


Р Е + р ' е

Цоммон-емиттер БЈТ појачало

А В = Р Д


Р С + 1


г м

ЈФЕТ појачало са заједничким изворима

Напомене:

Шумење је уобичајена инжењерска пракса, и она коју би студенти добро разумели. Нажалост, параметри као што су динамичка отпорност емитера (р ' е ) и трансцондуцтанце (г м ) су толико променљиви, али то не мора бити крај приче. По мом мишљењу, да би могли да радим око практичних ограничења као што је ова, суштина инжењерске праксе.

Питање 6

Приказано коло је прецизни ДЦ волтметар:

Објасните зашто овај дизајн кола захтева употребу транзистора са ефектом поља, а не биполарни спојни транзистор (БЈТ).

Такође, одговорите на следећа питања о кругу:

Објасните, корак по корак, како растући улазни напон између испитних сонди узрокује даље померање кретања бројила.
Ако је најосетљивији опсег овог волтметра 0, 1 волта (пуног скала), израчунајте друге вриједности опсега и означите их на шеми поред одговарајућих позиција прекидача.
Какав тип ЈФЕТ конфигурације је ово (заједнички-гате, цоммон-соурце или цоммон-драин) "# 6"> Открити одговор Сакри одговор

Опсег напона за овај мерач су следећи:

0.1 волти
0, 2 волти
1.0 волти
2.0 волти
10 волти
20 волти

ЈФЕТ се користи у заједничкој конфигурацији одвода . Разумна вредност за кондензатор би била 0, 01 μФ.

Напомене:

Овај релативно једноставни ДЦ напонски појачавач обезбеђује богато образовну вредност, како за разумевање функције ЈФЕТ-а, тако и за преглед пролазних електричних / електроничких концепата.

Напомена: Јохн Маркус '

, прво издање, страна 469, пружило је инспирацију за овај круг.

Питање 7

Ово је шематски РФ РФ појачавач који користи ЈФЕТ као активни елемент:

Која конфигурација ЈФЕТ појачала је ово (заједнички одвод, заједничка капија или заједнички извор) "# 7"> Открити одговор Сакри одговор

Ово је уобичајено појачало. Гвожђе-језгро индуктор блокира ("задуши") високофреквентне АЦ сигнале од доласка до ДЦ напајања.

Напомене:

Обавезно питајте ученике зашто не би било добро да РФ сигнали пронађу пут до ДЦ напајања. На ово питање постоји више могућих одговора!

Ова схема је изведена из шемата појачавача евалуације приказаног у

Ј308 / Ј309 / Ј310 транзистор технички лист.

Питање 8

Израчунајте приближну улазну импеданцију овог ЈФЕТ појачавачког круга:

Објасните зашто је лакше израчунати З ин ЈФЕТ колу овако као што је рачунање З у сличном биполарном транзисторском кругу појачала. Такође, објасните како се израчунавање излазне импеданције појачавача упоредјује са оним сличним БЈТ појачавачким кругом - исти приступ или другачији приступ "# 8"> Открити одговор Сакри одговор

З ин = 89, 2 кΩ

Напомене:

Замолите ученике да објасне зашто је улазна импеданција важан фактор у дизајну појачала. Зашто бисмо водили рачуна о томе колико улазна импеданса има појачало?

Такође, замолите своје ученике да објасне зашто такви високо отпорни отпорници (150 кΩ и 220 кΩ) вероватно неће бити практични у БЈТ појачавачком кругу.

Питање 9

Дефинишите шта је круг појачавача транзистора заједничког извора . Шта разликује ову конфигурацију појачавача из других појединачних ФЕТ појачавача конфигурације, односно заједничког одвода и заједничке капије ? Која конфигурација БЈТ појачавачког кола чини ФЕТ коло са заједничким изворима највише личи на облик и понашање?

Такође, опишите типичне напоне напона ове конфигурације појачала и да ли је то обрнуто или не-обрнуто .

Открити одговор Сакриј одговор

Конфигурација појачавача заједничког извора дефинише се тако што се улазни и излазни сигнали односе на гате и одводне прикључке (респективно), при чему изворни прикључак транзистора има обично ниску АЦ импеданцију до тла и стога је "уобичајена" за један пол и улазних и излазних напона.

Конфигурација појачавача заједничког извора највише подсећа на конфигурацију БЈТ појачала цоммон-емиттер у оба облика и понашања.

Појачавачи заједничког извора карактеришу умерени напонски напони и обртна фаза између улазних и излазних.

Напомене:

Одговори на питање се лако могу наћи у сваком основном тексту електронике, али је важно осигурати да ученици знају зашто су ове карактеристике такве. Увек волим да кажем својим ученицима: "Памћење ће вас пропустити, тако да морате изградити разумевање зашто су ствари, а не само оно што јесте."

Једна вежба коју можете да учите својим ученицима је да дође до плоче испред собе и нацрта пример овог кола, онда се сви могу позвати на нацртани снимак када дискутују о карактеристикама кола.

Питање 10

Дефинишите шта је циркуларно појачало транзистора. Шта разликује ову конфигурацију појачала са другим конфигурацијама појединих ФЕТ појачала, односно заједничким одводом и заједничким изворима ? Која конфигурација БЈТ појачавачког склопа чини ФЕТ коло са заједничким вратима највише личи на облик и понашање?

Такође, опишите типичне напоне напона ове конфигурације појачала и да ли је то обрнуто или не-обрнуто .

Открити одговор Сакриј одговор

Конфигурација појачаног појаса дефинисана је тако што се улазни и излазни сигнали односе на излазне и одводне прикључке (респективно), при чему терминалски прикључак транзистора има обично ниску АЦ импеданцију на тло и стога је "уобичајена" за један пол и улазних и излазних напона.

Конфигурација појачаног појачала највише подсећа на конфигурацију БЈТ појачивача уобичајеног типа у оба облика и понашања.

Појачавачи са заједничким погонима карактеришу умерени напонски напони и неуспешна фазна веза између улаза и излаза.

Напомене:

Одговори на питање се лако могу наћи у сваком основном тексту електронике, али је важно осигурати да ученици знају зашто су ове карактеристике такве. Увек волим да кажем својим ученицима: "Памћење ће вас пропустити, тако да морате изградити разумевање зашто су ствари, а не само оно што јесте."

Једна вежба коју можете да учите својим ученицима је да дође до плоче испред собе и нацрта пример овог кола, онда се сви могу позвати на нацртани снимак када дискутују о карактеристикама кола.

Питање 11

Дефинишите шта је круг појачала транзистора са уобичајеним одводом . Шта разликује ову конфигурацију појачавача од других конфигурација појединих ФЕТ појачала, тј. Заједничког извора и цоммон-гате-а ? Која конфигурација БЈТ појачавачког круга чини ФЕТ колективом најчешће сличног облика и понашања?

Такође, опишите типичне напоне напона ове конфигурације појачала и да ли је то обрнуто или не-обрнуто .

Открити одговор Сакриј одговор

Конфигурација појачавача заједничког одвода дефинисана је тако што се улазни и излазни сигнали односе на гате и изворне терминале (респективно), а одводни терминал транзистора који обично има ниску АЦ импеданцију на тло и према томе је "уобичајен" за један пол и улазних и излазних напона.

Конфигурација појачаног одвода највише подсећа на конфигурацију уобичајеног колектора БЈТ појачавача у оба облика и понашању.

Појачавачи са заједничким одводом карактерише нисконапонски добитак (мањи од јединства), а не-обрнути фазни однос између уноса и излаза.

Напомене:

Одговори на питање се лако могу наћи у сваком основном тексту електронике, али је важно осигурати да ученици знају зашто су ове карактеристике такве. Увек волим да кажем својим ученицима: "Памћење ће вас пропустити, тако да морате изградити разумевање зашто су ствари, а не само оно што јесте."

Једна вежба коју можете да учите својим ученицима је да дође до плоче испред собе и нацрта пример овог кола, онда се сви могу позвати на нацртани снимак када дискутују о карактеристикама кола.

Питање 12

Одредите да ли ово коло појачавача претвара или не обрнавља (нпр. Фазно померање између улазних и излазних таласних облика):

Обавезно објасните, корак по корак, како сте могли да одредите фазни однос између уноса и излаза у овом кругу. Такође идентификујте тип појачавача за који сваки транзистор представља (уобичајени - "# 12"> Открити одговор Сакриј одговор

Не-обрнути. ЈФЕТ је повезан као заједнички извор, док је БЈТ повезан као заједнички емитер.

Напомене:

Постоји још неколико питања која можете питати о овом кругу појачала. На пример:

Како је постављена пристрасност К-поинт за ЈФЕТ?
Како се поставља пристрасност К-поинт за БЈТ?
У коју сврху служи потенциометар?
Да ли постоји још једна могућа локација за потенциометар који би извршавао исту функцију?

Напомена: схематски дијаграм за ово коло изведен је из једног нађеног на страни 36 Јохн Маркус '

, Прво издање. Очигледно је да је дизајн потекао из публикације Моторола о кориштењу транзистора са ефектом поља ("Савјети за кориштење ФЕТ-ова", ХМА-33, 1971).

Питање 13

Позната је чињеница да температура утиче на радне параметре транзистора биполарних спојева. Због тога узроковани емитерски кругови (без отпорника за повратне сигнале емитера) нису практични као самостална кружна појачала.

Да ли температура утиче на транзисторе са ефектом на пољу на исти начин или у истој мери? Дизајнирајте експеримент да бисте утврдили одговор на ово питање.

Открити одговор Сакриј одговор

Да ли сте стварно мислили да ћу вам рећи одговор на ово питање? Израдите кола и откријте сами одговор!

Напомене:

Сврха овог питања је да се ученици мисле у експерименталном моду. Веома је важно да ученици науче да постављају и покрећу сопствене експерименте, тако да ће моћи да верификују (или можда открију!) Електронске принципе након што заврше школу. Биће времена када се одговори које они траже не могу наћи у књизи, а они ће морати да "пусте да их електронци науче" шта треба да знају.

Подсјетите своје ученике да одговарајуће научне експерименте укључују и експерименталне и контролне субјекте, тако да се резултати заснивају на поређењу мерења.

Питање 14

Идентификујте која је то врста кола појачавача, а такође и шта би се десило са излазним напоном ако би В ин2 постали позитивнији:

Открити одговор Сакриј одговор

Ово је диференцијално појачало . Ако би В ин2 постали позитивнији, В би постао негативнији.

Напомене:

Студенти би требали бити у могућности повезати ово коло са својим биполарним транзисторским партнером. Замолите их да објасне које су предности или мане које ово коло држи преко биполарног диференцијалног круга појачавача.

Питање 15

Следеће коло је "мулти-цоуплер" за аудио сигнале: један извор аудио сигнала (као што је микрофон) се дистрибуира на три различита излаза:

Претпоставимо да се аудио сигнал пребацује са улаза на излазе 2 и 3, али не до излаза 1. Идентификујте могуће кварове у кругу који би могли да изазову ово. Будите баш толико специфични колико можете, и идентификујте како бисте потврдили сваку врсту неуспјеха користећи мултиметар.

Открити одговор Сакриј одговор

С обзиром на постојање вишеструких одговора на ово питање, одложићу одговор (е) свом инструктору, да прегледате током дискусије о разреду.

Напомене:

Увек будите сигурни да проводите довољно времена за разматрање сценарија за рјешавање проблема са ученицима, јер су дијагностичке вјештине највиши ниво (и највреднији) за развој.

Неки од ваших студената можда нису упознати са симболима који се користе за улазне и излазне прикључнице. Разрадите на овој симболици, ако је потребно.

Замолите ученике да идентификују конфигурацију (заједнички извор, заједнички одвод или обично-капија) сваког ЈФЕТ-а у овом кругу и како се ове одговарајуће конфигурације односе на повећање напона (А В ) у свакој фази амплификације.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →