Państwowa WyŜsza Szkoła Zawodowa w Pile Studia Stacjonarne i niestacjonarne PODSTAWY ELEKTRONIKI rok akademicki 2008/2009

Transkrypt

1 Państwowa WyŜsza Szkoła Zawodowa w Pile Studia Stacjonarne i niestacjonarne PODSTAWY ELEKTRONIKI rok akademicki 008/009 St. Stacjonarne: Semestr III - 45 h wykłady, 5h ćwicz. audytor., 5h ćwicz. lab. St. Niestacjonarne: Semestr III - 30 h wykłady, 5 h ćwicz. audytor., 5 h ćwicz. lab.. Wprowadzenie Budowa elementów półprzewodnikowych. Tendencje rozwojowe. Specyfika obwodów elektronicznych elementy nieliniowe.. Diody Półprzewodniki i złącza. Charakterystyki diody prostowniczej. Diody Zenera, dioda pojemnościowa. 3. Tranzystory bipolarne Schemat zastępczy i zasada działania. Charakterystyki statyczne. Parametry graniczne, obszar bezpiecznej pracy. 4. Wzmacniacze i układy z tranzystorami bipolarnymi Właściwości wzmacniające tranzystora, wzmacniacze WE, WB i WC. Ujemne sprzęŝenie zwrotne. Wzmacniacze w klasie A i B. Tranzystor jako przełącznik (klucz) i źródło prądowe. Wzmacniacze róŝnicowe i prądowe. 5. Tranzystory polowe i układy z ich wykorzystaniem Klasyfikacja - tranzystory polowe JFET oraz MOSFET. Charakterystyki statyczne, parametry graniczne. Podstawowe układy pracy. Wzmacniacze WS i WD. Wzmacniacz róŝnicowy z tranzystorami polowymi. Tranzystor polowy jako źródło prądowe i jako sterowana rezystancja.

2 6. Podstawowe właściwości i układy pracy wzmacniaczy operacyjnych Cechy charakterystyczne, równania wzmacniacza idealnego, wzmacniacz odwracający i nieodwracający fazę, regulacja wzmocnienia. 7. Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych w układach linowych Układy ze wzmacniaczami operacyjnymi realizujące operacje matematyczne: sumowanie (sumator), całkowanie (integrator) i róŝniczkowanie (układ róŝniczkujący). 8. Zastosowania wzmacniaczy operacyjnych w układach nieliniowych Ograniczenie napięcia wyjściowego wzmacniaczy. Układy pracy i charakterystyki układów porównujących (komparatory i komparatory z histerezą). Wzmacniacze logarytmujące, mnoŝące i dzielące. 9. Elementy optoelektroniki Fotodiody, fotorezystory, fototranzystory. Diody elektroluminescencyjne. Transoptory. Wskaźniki ciekłokrystaliczne. 0. Przegląd elementów elektronicznych Tyrystory, warystory, hallotron. LITERATURA. U. Tietze, Ch. Schenk, Układy półprzewodnikowe, WNT Warszawa 987 (tłum.. z niemieckiego).. P. Horowitz, W. Hill, Sztuka elektroniki, WKiŁ Warszawa 999 (tłum. z angielskiego). Elementy i układy elektroniczne praca zbiorowa pod redakcją S.Kuty, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków W. CiąŜyński, Elektronika w zadaniach t., Wyd. Pracowni Komputerowej J.Skalmierskiego, Gliwice 999. W. CiąŜyński, Elektronika w zadaniach t., Wyd. Pracowni Komputerowej J.Skalmierskiego, Gliwice W. CiąŜyński, Elektronika w zadaniach t.3, Wyd. Pracowni Komputerowej J.Skalmierskiego, Gliwice P.Fabiański, K.Kulawiak, J.Matysik, L.Palczyński, Ćwiczenia z podstaw elektroniki, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 995.

3 Rys. Charakterystyki wyjściowe tranzystora z zaznaczonymi parametrami granicznymi. Rys. Charakterystyki wzmacniacza prądu zmiennego w układzie WE z zaznaczonym punktem pracy i przebiegami napięć i prądów.

4 Schemat układu symulacyjnego wzmacniacza WE i jego dane. Dane obliczeniowe: współczynnik wzmocnienia prądowego: β = 50; wartość napięcia zasilania: UCC = + rezystancja wewnętrzna źródła sygnału: Rg= 0W; rezystancja obciąŝenia: RL = k, 0k, 00kW, pojemności kondensatorów są tak duŝe, Ŝe ich impedancja jest pomijalnie mała, częstotliwość napięcia wejściowego: fwe=khz, amplituda napięcia wejściowego: Umwej= 0mV. Rys. Charakterystyki wyjściowe tranzystora BC 07A, z naniesionymi prostymi obciąŝenia. 00mA Ib=0,7mA 60mA 0mA 80mA Rc=50 Ib=0,3mA A Rc=00 Ib=0,mA 0A V 4V 6V 8V V IC(Q3) (0- V(Q3:c))/50 (0- V(Q3:c))/00 V(Q3:c)

5 Rys. Wynik symulacji przy trzech wartościach rezystancji obciąŝenia, oraz R C =50 Ω, R B =3,4 kω. 5. V ku=-34 ku=-0 ku=-59 0mV -0mV RL=k RL=0k RL=00k -5. -V 0.0ms 0.5ms.0ms.5ms.0ms.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms Rys. Wynik symulacji przy trzech wartościach rezystancji obciąŝenia, oraz R C =50 Ω, R B =8,8 kω. 4. ku=-47 ku=-59 ku=-6. 0m -. -0mV -4. RL=k RL=0k RL=00k -V 0.0ms 0.5ms.0ms.5ms.0ms.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms

6 Rys. Wynik symulacji przy trzech wartościach rezystancji obciąŝenia, oraz R C =50 Ω, R B =94 kω.. RL=k RL=0k RL=00k. 0m -. -0mV -. ku=-76 ku=-90 ku=-90,5 -V 0.0ms 0.5ms.0ms.5ms.0ms.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms Rys. Wynik symulacji przy trzech wartościach rezystancji obciąŝenia, oraz R C =00 Ω, R B =3,5 kω. 8. ku=-73 ku=-76 ku= m RL=k RL=0k RL=00k mV -8. -V 0.0ms 0.5ms.0ms.5ms.0ms.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms

7 Rys. Wynik symulacji przy trzech wartościach rezystancji obciąŝenia, oraz R C =00 Ω, R B =3,3 kω. 5. k u =-59 k u =-04 k u =-5 0m -0mV RL=k RL=0k RL=00k -5. -V 0.0ms 0.5ms.0ms.5ms.0ms.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms Rys. Charakterystyki tranzystora z naniesioną prostą pracy i dobrze wybranym punktem pracy 80m Ib=0,3mA I C 60m Ib=0,5mA 0m Ib=0,05mA Ib=0,05mA 0-0m V 4V 6V 8V V IC(Q3) (0- V(Q3:c))/66 U CE V(Q3:c)

8 Rys. Przebieg napięcia wejściowego i wyjściowego przy dobrze wybranym punkcie pracy..99v 9.9mV ku= mV mV mV 30.0ms 30.5ms 3.0ms 3.5ms 3.0ms 3.5ms 33.0ms 33.5ms 34.0ms 34.5ms 35.0ms Rys. Schemat wzmacniacza WE z ujemnym sprzęŝeniem zwrotnym.

9 Rys. Przebieg napięcia wejściowego i wyjściowego przy:. ku= V 0m A) R E = Ω, I B = 0,6mA -0.5V -0mV -. -V 30.0ms 30.5ms 3.0ms 3.5ms 3.0ms 3.5ms 33.0ms 33.5ms 34.0ms 34.5ms 35.0ms B) R E = 0 Ω, oraz I B = 0,6mA. 00m 50m ku=-4,85-50mv -00mV 30.0ms 30.5ms 3.0ms 3.5ms 3.0ms 3.5ms 33.0ms 33.5ms 34.0ms 34.5ms 35.0ms V(wej) V(wyj)