Wydział Elektryczny. Temat i plan wykładu. Politechnika Białostocka. Wzmacniacze

Podobne dokumenty
Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

Wzmacniacze. Klasyfikacja wzmacniaczy Wtórniki Wzmacniacz różnicowy Wzmacniacz operacyjny

Wzmacniacz operacyjny

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

Laboratorium Elektroniki

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

PODSTAWY ELEKTRONIKI I TECHNIKI CYFROWEJ

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Wzmacniacze operacyjne

Wykład 2 Projektowanie cyfrowych układów elektronicznych

Wzmacniacze, wzmacniacze operacyjne

Wzmacniacze operacyjne

ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

Ćwiczenie 2: pomiar charakterystyk i częstotliwości granicznych wzmacniacza napięcia REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

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

Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu.

Wzmacniacze operacyjne

Politechnika Białostocka

TRANZYSTOROWY UKŁAD RÓŻNICOWY (DN 031A)

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne

Wzmacniacze liniowe 2

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Wykład VIII TRANZYSTOR BIPOLARNY

Układy zasilania tranzystorów

KOMPUTEROWE SYSTEMY POMIAROWE

Liniowe układy scalone. Wykład 4 Parametry wzmacniaczy operacyjnych

Tranzystor bipolarny

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

ĆWICZENIE 14 BADANIE SCALONYCH WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

11. Wzmacniacze mocy. Klasy pracy tranzystora we wzmacniaczach mocy. - kąt przepływu

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

Wzmacniacze różnicowe

Systemy i architektura komputerów

Liniowe układy scalone. Wykład 2 Wzmacniacze różnicowe i sumujące

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS

1 Dana jest funkcja logiczna f(x 3, x 2, x 1, x 0 )= (1, 3, 5, 7, 12, 13, 15 (4, 6, 9))*.

Wzmacniacz operacyjny

2 Dana jest funkcja logiczna w następującej postaci: f(a,b,c,d) = Σ(0,2,5,8,10,13): a) zminimalizuj tę funkcję korzystając z tablic Karnaugh,

Politechnika Białostocka

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Podstawowe układy pracy tranzystora bipolarnego

EUROELEKTRA. Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. Rok szkolny 2012/2013. Zadania dla grupy elektronicznej na zawody II stopnia

Tranzystory bipolarne. Małosygnałowe parametry tranzystorów.

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

Temat: Wzmacniacze operacyjne wprowadzenie

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych. Ćwiczenie 4

WZMACNIACZE RÓŻNICOWE

Przyrządy półprzewodnikowe część 4

Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE

Ćwiczenie 12 Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnego emitera. Cel ćwiczenia

Wejścia analogowe w sterownikach, regulatorach, układach automatyki

Temat: Wzmacniacze selektywne

Wykład X TRANZYSTOR BIPOLARNY

ELEMENTY ELEKTRONICZNE. Układy polaryzacji i stabilizacji punktu pracy tranzystora

Vgs. Vds Vds Vds. Vgs

Wzmacniacze napięciowe z tranzystorami komplementarnymi CMOS

PODSTAWY ELEKTRONIKI I TECHNIKI CYFROWEJ

Laboratorium elektroniki i miernictwa

PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

Ćwiczenie - 4. Podstawowe układy pracy tranzystorów

Zasada działania tranzystora bipolarnego

kierunek: Automatyka i Robotyka Zadania uzupełniające do wykładu i ćwiczeń laboratoryjnych z Elektroniki sem. II

Szumy układów elektronicznych, wzmacnianie małych sygnałów

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 10

EL_w05: Wzmacniacze operacyjne rzeczywiste

A-4. Filtry aktywne RC

Politechnika Białostocka

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

płytka montażowa z tranzystorami i rezystorami, pokazana na rysunku 1. płytka montażowa do badania przerzutnika astabilnego U CC T 2 masa

Ćwiczenie 14. Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnego kolektora. Cel ćwiczenia

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Przyrządy półprzewodnikowe część 5 FET

Politechnika Białostocka

Laboratorium Elektroniczna aparatura Medyczna

Liniowe układy scalone. Budowa scalonego wzmacniacza operacyjnego

Ćwiczenie 24 Temat: Układy bramek logicznych pomiar napięcia i prądu. Cel ćwiczenia

Laboratorium układów elektronicznych. Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystorów bipolarnych i unipolarnych.

Politechnika Białostocka

Lekcja 19. Temat: Wzmacniacze pośrednich częstotliwości.

Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I)

KOMPUTEROWE SYSTEMY POMIAROWE

Sztuka elektroniki. Cz. 1 / Paul Horowitz, Winfield Hill. wyd. 10. Warszawa, Spis treści

Ćwiczenie 7 PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

Gdy wzmacniacz dostarcz do obciążenia znaczącą moc, mówimy o wzmacniaczu mocy. Takim obciążeniem mogą być na przykład...

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Tranzystory. 1. Tranzystory bipolarne 2. Tranzystory unipolarne. unipolarne. bipolarny

Ćwiczenie 5. Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Zbiór zadań z elektroniki - obwody prądu stałego.

Analiza komputerowa pracy wzmacniacza tranzystorowego jednostopniowego za pomocą programu PSpice wersja EDU.

Transkrypt:

Politechnika Białostocka Temat i plan wykładu Wydział Elektryczny Wzmacniacze 1. Wprowadzenie 2. Klasyfikacja i podstawowe parametry 3. Wzmacniacz w układzie OE 4. Wtórnik emiterowy 5. Wzmacniacz róŝnicowy 6. SprzęŜenie zwrotne 7. Podsumowanie

Cele wykładu Celem wykładu jest przedstawienie: układów wzmacniaczy podstawowych parametrów wzmacniaczy wpływu sprzęŝenia zwrotnego na parametry wzmacniacza przykładów zastosowań

Zastosowanie BJT jako elementu wykonawczego

Zastosowanie BJT w układach wzmacniaczy

Zasilanie Z i I we I wy E s M U we Wzmacniacz U wy Z L Masa Wzmocnienie z definicji oznacza stosunek syg. wyj do wej. Niekiedy jednak szczególnie waŝne jest wzmocnienie mocy, natomiast wzmocnienie napięciowe ma znaczenia drugorzędne. Stąd - podział wzmacniaczy na: napięciowe, prądowe i mocy..

Podział wzmacniaczy na klasy: A, AB, B, C, D ηmax < 25%; ~ 15% ηmax < 78, 5% Zniekształcenia nieliniowe η max < 95% Małe zniekształcenia

Wzmacniacz klasy D

Ustalanie punktu pracy = polaryzacja stałoprądowa

Wzmacnianie np. sygnału sin

Współczynnik wzmocnienia

Wzmacniacz WE współczynnik wzmocnienia

Jak uŝyć wzmacniacza sygnałów zmiennych?

Jak uŝyć wzmacniacza sygnałów zmiennych?

Jak uŝyć wzmacniacza sygnałów zmiennych? Poszukiwanie źródła

Układ wzmacniacza sygnałów zmiennych WE

Poszukiwanie schematu zastępczego

Schemat zastępczy tranzystora

Obwód wejściowy schematu zastępczego

Obwód wyjściowy schematu zastępczego

Uwzględnienie efektu Earley ego

Schemat zastępczy tranzystora BJT

Schemat zastępczy wzmacniacza?

Schemat zastępczy wzmacniacza?

Schemat zastępczy wzmacniacza dla sygnału zmiennego

Schemat zastępczy wzmacniacza dla sygnału zmiennego

Schemat zastępczy wzmacniacza dla sygnału zmiennego

Schemat zastępczy wzmacniacza dla sygnału zmiennego

Wzmacniacz dla małych obciąŝeń

Wzmocnienie przy duŝych obciąŝeniach

Wtórnik emiterowy

Model małosygnałowy wtórnika emiterowego

Podstawowe parametry wzmacniaczy 1. Wzmocnienie: K U, K I, K P n[db]=20lg 10 K U U wy I wy K U = ; K I = ; U we I we K = K K P U I K P = K [ db] = lg K [ 1] K [ db] = lg K [ 1] U 20 U I P P wy we 10 I K U[ ] [ db] [ db] K P,K 1 K P U 1 0 0 P [ db] lg K [ 1] K = 10 100 1000 20 P 10 000 10 20 30 40 20 40 60 80 100 000 50 100 1000 000 60 120

Impedancja wejściowa: Z I i we I wy Z = we U I we we E s U we Z we U wy Z L Impedancja wyjściowa: Z i I we I wy Z wy = U I wy Z wy Z L L = =0 E s U we E wy Z wy U wy Z L

Charakterystyka amplitudowa wzmacniacza RC k u db Zakresy częstotliwości małych średnich duŝych k uo 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 f [ log]

Pasmo przenoszenia Wzmocnienie [db] BW = f g f d 3dB f f d f g Pasmo przenoszenia jest to zakres częstotliwości sygnału wejściowego, dla którego moc wyjściowa wzmacniacza maleje nie więcej niŝ 3dB (czyli do połowy wartości mocy znamionowej) od wartości maksymalnej w tym zakresie, przy danym współczynniku zawartości harmonicznych.

Schematy ideowe wzmacniaczy RC R 1 R C U CC a) b) R 1 R D C 2 +U DD C 2 R g C 1 T U 2 R g C 1 U 2 E g U 1 R 2 R E C E R L U 1 R 2 R S C S R L E g a) z tranzystorem bipolarnym, b) z tranzystorem polowym MOSFET

Zwierciadło prądowe

Schemat ideowy wzmacniacza OE z dynamicznym obciąŝeniem w kolektorze W porównaniu do poprzedniego układu: +U CC T 2 T 3 r ce = U I ce c R g U o E g T 1 R = R = r 0 C ce3 U EE r ce = 20V/0,1mA=200kΩ

Wtórnik emiterowy klasy A U CC U2 U 1 C R B1 C U = U + be 1 U 2 U I R = 2 c E g m U be R E U 1 R B2 R E U 2 U U 2 be << U2 gmr E R we r BB' + β g m + βr E R wy 1 g m + R β i BW β BW BW >> WC WE WC BW WE

Wtórnik emiterowy ze źródłem stałoprądowym Symetryczny wtórnik emiterowy +U CC +U CC T 1 R I u i i o I T 2 R L u o D 1 I p T 1 i o T 3 D 2 R L u o u i T 2 U EE W porównaniu do poprzedniego układu: = R B I p U EE R E = r ce2

Wzmacniacze w konfiguracji OS w wersji scalonej a) +U DD b) +U DD +U c) DD M 2 M 3 M 2 M 2 i o i o i o M 1 R L u o I ref M 1 R L u o u i M 1 R L u o u i u i U SS U SS U SS a) z obciąŝeniem aktywnym na tranzystorze NMOS z kanałem wzbogaconym w połączeniu diodowym, b) z obciąŝeniem aktywnym ze źródłem stałoprądowym na tranzystorach PMOS z kanałem wzbogacanym, c) inwerter CMOS.

Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego drenu: schemat ideowy.

a) b) c) +U DD +U DD +U DD M 1 M 1 U SS U SS U GG M 3 u i U B i o i o M 4 M 1 R L u o u i U B M 2 R L u o U SS i o U SS U GG U GS 2 M 2 +U DD U SS U SS M 5 M 2 +U DD +U DD R L u o M 6 u i U SS Wtórniki źródłowe w wersji scalonej: a) zastąpienie rezystancji R s źródłem prądowym, b) schemat ideowy symetrycznego wtórnika źródłowego, c) praktyczna realizacja układu z rys. b)

Wzmacniacz róŝnicowy właściwości małosygnałowe wzmacniacz prądu stałego (sygnały zmienne w dolnym paśmie częstotliwości), układ inteligentny-odróŝnia sygnały uŝyteczne od szkodliwych (tłumi), wzmacniane są tylko sygnały róŝnicowe, sygnał wyjściowy jest niezaleŝny od wartości średniej sygnałów wejściowych, u we =0 u wy =0.

Zastosowanie wzmacniaczy róŝnicowych aparatura medyczna, gdzie występują bardzo słabe sygnały generowane przez mózg lub serce, przekazywane są one za pomocą elektrod znajdujących się na ciele pacjenta (czujniki EKG), często sygnały te są duŝo mniejsze od sygnałów zakłócających (sumacyjnych), w liniach sygnałowych mogą występować duŝe sygnały sumacyjne np. 50 Hz, a na nie nałoŝone są niewielkie sygnały róŝnicowe (uŝyteczne), wzmacniacze operacyjne, sygnały cyfrowe przekazywane za pomocą długich kabli (skrętki).

Wzmacniacz róŝnicowy sterowany róŝnicowo róŝnicowe podłączenie źródeł sygnału

Wzmacniacz róŝnicowy sterowany sumacyjnie sumacyjne podłączenie źródeł sygnału

( ) e e E us ur e E e C e us e C e ur C b e wy C b e wy E E b e we E E b e we we we wy wy us we we wy wy ur h h R k k CMMR h R h R h k h R h k R I h u R I h u R I I h u R I I h u u u u u k u u u u k 11 21 21 11 21 11 21 2 21 2 1 21 1 2 11 2 1 11 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2,,,, = = + + = = = = + = + = + + = = Common Mode Rejectin Ratio Wzmocnienie róŝnicowe i sumacyjne

Współczynnik tłumienia sygnałów wspólnych CMRR Common Mode Rejectin Ratio CMRR = k k ur us = 2R h E h 11e 21e Np. R E 5 21 e, 11e 1 = MΩ, h = 100 h = kω 6 2 5 10 100 6 CMRR = = 10 = 120 db 3 10 n n[ db] = 20log10 ku 1020 = ku

Wzmacniacz róŝnicowy ze źródłem prądowym

Wzmacniacz róŝnicowy z obciąŝeniem aktywnym