Tranzystory bipolarne cz. 4, Elektronika, Artykuły

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Pierwsze kroki
Tranzystory
dla początkujących
część
4
Przed miesiącem gruntownie omówiliśmy obwód wejściowy tranzystora, czyli złącze baza−emiter. Dziś oczywiście
zajmiemy się obwodem kolektor−emiter i wreszcie dowiesz się jak tranzystor wzmacnia napięcie. Także w tym od−
cinku rzucam cię od razu na głęboką wodę i zapoznajesz się z dość trudnymi sprawami. Jeśli nie jesteś zwolennikiem
nadmiernego wykorzystywania szarych komórek, nie czytaj tego artykułu.
Na początek jeszcze raz ważne przypo−
mnienie: możesz śmiało uważać, że tran−
zystory PNP i NPN różnią się tylko kierun−
kiem przepływu prądów – generalna za−
sada ich działania jest taka sama. Przykła−
dy opisane dalej do wykorzystują tranzys−
tory NPN, których używamy częściej.
Wszystkie podane rozważania dotyczą
oczywiście także tranzystorów PNP, ale
nie chcę ci zanadto mieszać w głowie
i nie zamieszczam analogicznych rysun−
ków z tranzystorami PNP. Jeśli rysuję ci
jakiś przykładowy układ z tranzystorem
NPN, to podobny układ możesz zbudo−
wać na tranzystorze PNP, zmieniając bie−
gunowość źródeł zasilania (oraz ewentu−
alnych diod i innych biegunowych ele−
mentów). Do tego ciekawego tematu
jeszcze pewnie wrócimy w przyszłości.
A teraz zabieramy się za obwód ko−
lektora.
Jeszcze raz na rysunku 25 możesz
zobaczyć schemat zastępczy tranzysto−
ra NPN.
Mam nadzieję, że jeszcze pamiętasz,
co to jest źródło prądowe: z grubsza
biorąc jest to element, który wytwarza
(w tranzystorze raczej przepuszcza)
prąd o ściśle określonej wartości. Na−
pięcie źródła prądowego nie jest okreś−
lone – zależy ono od dołączonej rezys−
tancji obciążenia.
W tranzystorze wartość prądu tego
źródła prądowego, czyli inaczej mówiąc
prąd kolektora, zależy od prądu bazy. Is−
totna jest dla nas informacja, że prąd
kolektora jest
Na rysunku 26 znajdziesz prosty układ
pracy tranzystora. Uważaj, tu zaczyna
się najczystsza praktyka! Będziemy ope−
rować nie tylko na wzorach i literkach,
ale obliczymy najprawdziwsze prądy
i napięcia.
−krotnie większy niż
prąd bazy:
×I
B
Na razie dla uproszczenia załóżmy,
że wartość wzmocnienia prądowego
I
C
=
β
dla danego tranzystora jest stała (co
wcale nie jest do końca prawdą, ale to
inny temat).
Rys.. 26..
Rys.. 25..
Na razie niech cię nie obchodzi, skąd
bierze się prąd bazy. Zapamiętaj, że rezys−
tor R1 jest dla tranzystora obciążeniem.
Co możemy powiedzieć o napięciu na ko−
lektorze, czyli w punkcie oznaczonym A?
Przyzwyczaj się do traktowania obwo−
du kolektorowego jako źródła prądowe−
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98
73
Pierwsze kroki
go. Jeśli tak, to o napięciu kolektora bę−
dzie decydować prąd kolektora, wytwa−
rzający na obciążeniu R1 jakiś spadek
napięcia.
Na rysunku 26 zaznaczyłem ci napię−
cie kolektora U
C
(między masą i kolekto−
rem), oraz napięcie, a właściwie spadek
napięcia na rezystorze R1.
Na razie o tych napięciach nie wiemy
nic, bo nie wiemy jaki jest prąd kolektora.
Przypuśćmy teraz, że przez obwód ba−
zy nie płynie żaden prąd. Taki stan nazy−
wany stanem zatkaniia llub odciięciia tran−
zystora, mówimy, że tranzystor nie prze−
wodzi (prądu), że jest zatkany. W takim
razie w obwodzie kolektora też nie płynie
żaden prąd (I
C
=
Żebyś nie miał fałszywego wyobraże−
nia, proponuję ci zadanie domowe: ze−
staw obwód według rysunku 27
i sprawdź prąd kolektora swoich tranzys−
torów, zwłaszcza tych dużej mocy, zaró−
wno przy zwarciu, jak i rozwarciu wyłącz−
nika S. Szeregowy rezystor jest na wypa−
dek, byś nie uszkodził miernika w przy−
padku jakiejś pomyłki lub badania uszko−
dzonego tranzystora. Oczywiście mier−
nik powinien być jak najczulszy, z powo−
dzeniem możesz wykorzystać cyfrowy
multimetr na zakresie prądu (stałego)
równym 2mA.
dużo wyższe, i sięga stu i więcej woltów.
Musisz pamiętać, że każdy tranzystor ma
określone przez producenta, maksymall−
ne napiięciie kollektora. W katalogu zna−
jdziesz je jako parametr U
CE0
, bądź jako
U
CES
. Końcówka oznaczenia 0 (zero albo
open – otwarty) wskazuje, że dotyczy to
sytuacji, gdy baza jest niepodłączona,
a napięcie testowe podawane jest mię−
dzy kolektor i emiter. Literka S w ozna−
czeniu (short – zwarty) informuje, że pod−
czas testu baza jest zwarta z emiterem.
Napięcie U
CE0
jest trochę mniejsze niż
U
CES
, czyli zwarcie bazy do emitera
zwiększa odporność tranzystora na pod−
wyższone napięcia kolektora.
Wszystkie obecnie produkowane tran−
zystory mają napięcie U
CE0
nie mniejsze
niż 25...30V, więc przy napięciach zasila−
nia do 24V nawet nie musisz sprawdzać
go w katalogu.
A czym grozi przekroczenie napięcia
U
CE0
? Przekroczenie go o 10...20% nie
grozi niczym, trochę większe zwiększy
prąd zerowy kolektora, znacznie więk−
sze doprowadzi do nieodwracalnego
uszkodzenia tranzystora. Obecnie ofer−
ta tranzystorów wysokonapięciowych
jest bardzo szeroka, bez problemu moż−
na kupić tranzystory na napięcia
100...1500V i nie ma żadnego uzasad−
nionego powodu, byś przekraczał kata−
logowe napięcie U
CE0
.
Nie ma też najmniejszej potrzeby, byś
poznawał sposoby łączenia kilku tranzys−
torów niskonapięciowych w jeden
„tranzystor” wysokonapięciowy. Takie
schematy spotyka się w starych książ−
kach – zapomnij o nich.
Nie stosuj też tranzystorów wysoko−
napięciowych w obwodach o niskim na−
pięciu zasilania – tranzystory te mogą
pracować przy wysokich napięciach ko−
lektora, ale niektóre parametry mają
znacznie gorsze od typowych tranzysto−
rów małej mocy.
W naszej praktyce najczęściej używa−
ny obecnie tranzystorów BC547 i BC548
(NPN) i BC557 i BC558 (PNP). BC547
i BC557 mają napięcie U
CE0
równe 45V,
a BC548 i BC558 – 25V.
× 0).
Stop! Prawdopodobnie w szkole stra−
szyli cię jakimś tam prądem zerowym
i kazali obliczać wartości tego prądu.
Rzeczywiście, nawet jeśli prąd bazy nie
płynie, to w obwodzie kolektora płynie
maleńki prąd, zwany właśnie prądem ze−
rowym kollektora. Prąd ten oznaczany
jest I
CE0
. Teraz uważaj – choć w rozważa−
niach teoretycznych prąd zerowy ma spo−
re znaczenie, w praktyce można go śmia−
ło pominąć i przyjąć że ma pomijalnie ma−
łą wartość. Prądy zerowe miały znaczną
wartość (rzędu mikroamperów i więcej)
tylko w starych tranzystorach germano−
wych. Współczesne tranzystory krzemo−
we małej mocy, które najczęściej stosuje−
my w naszych układach mają prąd zero−
wy rzędu pojedynczych nanoamperów.
Prąd taki można spokojnie pominąć,
choćby dlatego, że nawet na dużej rezys−
tancji 1M
Rys.. 27..
prąd 10nA (0,01µA) wywoła
spadek napięcia tylko 10mV.
A co z wartościami prądu I
CE0
(oraz
I
CB0
) podawanymi w katalogach? Dla tran−
zystorów dużej mocy w katalogach poda−
je się wartości prądu zerowego kolektora
sięgające 1mA! Czy takiego prądu zero−
wego trzeba się spodziewać w kolekto−
rze zatkanego tranzystora mocy? Skądże!
Po pierwsze jest to parametr mierzony
przy niepodłączonym obwodzie bazy.
Gdy baza jest zwarta do emitera (choćby
przez rezystor, a tak jest w ogromnej
większości praktycznych układów) prąd
ten jest mniejszy. Po drugie prąd ten jest
mierzony przy maksymalnym dla tego
tranzystora napięciu kolektora. W ogrom−
nej większości przypadków tranzystory
nie pracują przy maksymalnym dopusz−
czalnym napięciu pracy. Po trzecie produ−
cent podaje maksymalną wartość tego
prądu czyli najgorszy możliwy przypadek,
a wartość typowa jest znacznie mniejsza.
Jeszcze raz: dla małych tranzystorów
prąd zerowy kolektora możesz spokojnie
pominąć, natomiast przy dużych tranzys−
torach mocy może on mieć znaczącą
wartość tylko wtedy, gdy tranzystor jest
gorący.
Możesz podgrzać badane tranzystory
do temperatury +100...+150°C, choćby
za pomocą lutownicy (ale ostrożnie – pa−
miętaj, że grot lutownicy ma temperaturę
ponad +300°C).
Przekonasz się sam, że prąd zerowy
małych tranzystorów jest naprawdę po−
mijalnie mały i można o nim zapomnieć.
Jeśli tak, to wracamy do rysunku 26.
Jakie napięcie będzie panować na kolek−
torze tranzystora w stanie zatkania?
Prąd przez tranzystor praktycznie nie
płynie, więc spadek napięcia na rezysto−
rze R1 jest równy zeru (U
R1
=I
C
× R1).
Jeśli tak, to w stanie zatkania napięcie na
kolektorze jest równe napięciu zasilające−
mu. Możemy powiedzieć, że całe napię−
cie zasilania odkłada się na tranzystorze.
W tym miejscu mogę ci powiedzieć,
że zazwyczaj napięcie zasilające w na−
szych układach wynosi 9...15V. Jednak
w niektórych układach (np. wzmacniacze
dużej mocy audio) napięcie zasilające jest
Przy praktycznych obliczeniach zamiast omów, woltów i amperów (faradów,
henrów, herców, sekund, itp.), często używamy jednostek mniejszych lub więk−
szych (wielokrotnych i podwielokrotnych). Przy mnożeniu i dzieleniu tak poda−
nych wartości należy pamiętać o uwzględnieniu mnożnika.
Poniższa tabela pomoże w prosty sposób uwzględniać te mnożniki:
mA × k

=V V/k

=mA V/mA =k

mA ×

= mV mV /

= mA mV / mA =

µA × k

=mV mV /k

= µA mV / µA = k

µA × M
=V V/M
= µA mV / µA = M
µA ×
= µV µV /
= µA µV / µA =
nA × k

=µV µV /k

= nA µV / nA = k

nA × M

=mV mV /M

= nA mV / nA = M

74
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98
Pierwsze kroki
=1V
Tym samym napięcie kolektora, mie−
rzone w stosunku do masy (minusa zasi−
lania), będące różnicą napięcia bateri−
i zasilającej i spadku napięcia na rezysto−
rze R1 wyniesie:
U
C
= 10V − 1V = 9V
Jeśli teraz prąd bazy naszego tranzys−
tora zwiększymy do 60µA, prąd kolektora
wzrośnie do 6mA, napięcie na rezystorze
R1 wzrośnie do 6V, a napięcie kolektora
UC wyniesie 4V. Zwiększanie prądu bazy
powoduje zmniejszanie napięcia na ko−
lektorze.
Już tu widzisz, że tranzystor odwraca
kierunek zmian: wzrost prądu bazy (i od−
powiadający mu wzrost napięcia baza−
emiter) powoduje spadek napięcia na ko−
lektorze. Zapamiętaj: tranzystor w ukła−
dzie pracy z rysunku 26 odwraca kieru−
nek zmian, czyli fazę przebiegu. Ze sfor−
mułowaniem „tranzystor odwraca fazę”
będziesz się spotykał bardzo często.
Wrócimy do tego.
Na razie zastanowimy się, co się sta−
nie, gdy jeszcze bardziej zwiększymy
prąd bazy.
Przy prądzie bazy równym 90µA prąd
kolektora wyniesie
I
C
= 100 * 90µA = 9000µA = 9mA
a napięcie na kolektorze
U
C
= 10V − (9mA * 1k
= 0,001A × 1000
nek 25 pokazuje, że prąd „diody baza−
emiter” można dowolnie zwiększać.
Z tym dowolnie, to trochę przesadziłem,
bo obwód B−E jest w sumie delikatny
i nadmierne zwiększenie prądu bazy mo−
że ten obwód uszkodzić. Dlatego w kata−
logach podaje się maksymallną wartość
prądu bazy I
Bmax
, która nie uszkodzi tran−
zystora. Ale nie wpadaj w panikę – nawet
dla tranzystorów małej mocy (BC548,
BC107, itp.) dopuszczalny prąd bazy wy−
nosi co najmniej 20mA.
Jeszcze raz cię pytam, czym grozi
zwiększenie prądu bazy w układzie z ry−
sunku 26 do powiedzmy 1mA?
Oczywiście niczym nie grozi! Wygląda
na to, że jest to marnowanie prądu, bo
zwiększanie prądu bazy powyżej 0,1mA
już nic w naszym układzie nie zmienia.
Zapamiętaj raz na zawsze, że taki stan
pracy, gdy tranzystor jest w pełni otwar−
ty, a napięcie na kolektorze jest najniższe
z możliwych, nazywa się stanem nasyce−
nia tranzystora. Mówimy, że tranzystor
jest nasycony.
Znasz już dwa stany tranzystora: za−
tkanie i nasycenie. W tych stanach pracu−
ją wszystkie układy logiczne – tranzystory
w nich są albo w pełni zatkane, albo
w pełni otwarte. Tranzystor pełni wów−
czas jedynie rolę przełącznika. Ale to do−
tyczy tranzystorów zawartych w ukła−
dach scalonych logicznych czyli cyfro−
wych, natomiast w układach budowa−
nych z pojedynczych tranzystorów zdecy−
dowanie większe znaczenie ma praca
w zakresiie liiniiowym, czyli w tym „środ−
kowym” zakresie, gdy zmiana prądu bazy
wywołuje proporcjonalne zmiany prądu
i napięcia kolektora.
Zakresem pracy liniowej będziemy się
jeszcze zajmować szerzej przy okazji
wzmacniania przebiegów zmiennych. Na
razie wracamy do stanu nasycenia.
Czy tranzystor w stanie nasycenia ma
napięcie na kolektorze dokładnie równe ze−
ru? Czy określenie „w pełni otwarty” ozna−
cza, iż złącze kolektor−emiter można trakto−
wać jak zworę o zerowej rezystancji?
Cóż, tu właśnie dają o sobie znać właś−
ciwości rzeczywistego tranzystora, któ−
rych nie można się domyślić na podsta−
wie uproszczonego schematu zastępcze−
go z rysunku 25. W rzeczywiistym tran−
zystorze biipollarnym napiięciie na kollekto−
rze niigdy niie spadniie do zera. Nawet przy
zwiększeniu prądu bazy do największej
dopuszczalnej wartości, napięcie na ko−
lektorze nie będzie równe zeru. W stanie
nasycenia na kolektorze będzie występo−
wać niewielkie napięcie, zwane napiię−
ciiem nasyceniia, oznaczane U
CEsat
( sat od
saturation – nasycenie). Niewielkie napię−
cie? Czyli jakie?
Nie ma jednoznacznej odpowiedzi,
można tylko powiedzieć, że nie jest to
„czyste zwarcie”. Dla tranzystorów małej
mocy przy prądach kolektora (ograniczo−
nych wartością rezystora obciążenia R1)
rzędu pojedynczych miliamperów, napię−
cie to będzie wynosić kilka lub kilkanaście
miliwoltów. Przy większych prądach ko−
lektora co najwyżej kilkaset miliwoltów.
Trochę większe będzie w tranzystorach
wysokonapięciowych (nawet do 1V),
a mniejsze dla tranzystorów dużej mocy.
Napięcie nasycenia zależy nie tylko od
prądu kolektora, ale i od prądu bazy. Jeś−
li prąd bazy jest możliwie mały, ale jednak
na tyle duży, by wprowadzić tranzystor
w stan nasycenia, mówimy o płytkim na−
syceniu. Gdy prąd bazy jest znacznie
większy, niż wymagane minimum, mówi−
my o głębokim nasyceniu.
Proponuję ci, żebyś w ramach ćwiczeń
praktycznych zestawił układ według ry−
sunków 28a i 28b, a następnie sprawdził,
) = 1V
A co się stanie, gdy prąd bazy wynie−
sie 100µA (0,1mA)?
Teoretycznie napięcie na kolektorze
będzie równe zeru:
U
C
= 10V − (100 * 0,1mA * 1k
Rys.. 28..
) = 0V
Czyli tranzystor będzie w pełni otwarty
i całe napięcie zasilające odłoży się na ob−
ciążeniu.
A jeśli jeszcze zwiększymy prąd bazy,
powiedzmy do 1mA.
Czy prąd kolektora wzrośnie do war−
tości 1mA × 100 = 100mA???
Ależ skąd, nie wzrośnie, bo maksymal−
ny prąd kolektora wyznaczony jest przez
obciążenie. Ten maksymalny prąd kolekto−
ra nie przekroczy wartości Uzas/R1 czyli
jakie napięcie nasycenia mają twoje tran−
zystory w takich warunkach. Jeśli tylko
masz ku temu warunki, wykonuj zalecane
ćwiczenia i w jakimś zeszycie notuj wyni−
ki podając układ testowy i warunki pomia−
ru. Takie ćwiczenia wykonuje się tylko raz
w życiu, a potem w przyszłości zawsze
można zajrzeć do zeszytu i sprawdzić czy
w jakimś wyrafinowanym układzie uda
się uzyskać założone parametry.
A teraz przechodzimy do kwestii, jak
tranzystor wzmacnia napięcie.
Wzmacnianie napięć
Na rysunku 29a znajdziesz zależność
napięcia na kolektorze od prądu kolekto−
ra. Rysunek dotyczy tranzystora pracują−
cego w układzie według rysunku 26. Nie
ma żadnych wątpliwości – ze wzrostem
prądu kolektora napięcie na kolektorze
zmniejsza się. Tak samo nie budzi żad−
nych wątpliwości rysunek 29b, gdzie po−
kazano zależność napięcia kolektora od
prądu bazy (dla wzmocnienia prądowego
równego 100).
Imax
10
1
V
10
mA
k
A więc co się stanie przy próbie zwięk−
szenia prądu bazy do 1mA?
Jeśli powiesz, że w takich warunkach
nie da się zwiększyć prądu bazy do 1mA,
bo się „nie zmieści w bazie”, trafiłeś ku−
lą w płot. Prąd bazy możemy w tym ukła−
dzie pracy zwiększać dowolnie – już rysu−
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98
75
Idziemy dalej. Załóżmy teraz, że prąd
bazy tranzystora w układzie z rysunku 26
wynosi 10µA. Jak wynika z rysunku, tran−
zystor ma wzmocnienie 100, więc prąd
kolektora wyniesie:
I
C
= 100 × 10µA = 1000µA = 1mA
Taki prąd przepływając przez rezystor
R1 wywoła spadek napięcia równy:
U
R1
= 1mA × 1k
Pierwsze kroki
Rys.. 29
Rys.. 31..
Krótko mówiąc,
jeśli tranzystor ma pra−
cować jako wzmac−
niacz napięć zmien−
nych, należy wejścio−
wy przebieg zmienny
nałożyć na stałe napię−
cie polaryzacji. A na−
wet jeśli trafisz, to
wskutek nieliniowości
charakterystyki prze−
bieg wyjściowy bę−
dzie zniekształcony.
Niewesoła sytuacja!
W każdym razie
jeśli tranzystor ma wzmacniać przebiegi
zmienne, konieczne jest dodanie obwo−
du polaryzacji bazy (napięciem i prądem
stałym).
Rysunek 33 pokazuje dwa z możli−
wych rozwiązań obwodu polaryzacji –
schematy często spotykane w podręczni−
kach. Uważaj – są to bardzo złe rozwiąza−
nia i rysunek 33 spokojnie możesz prze−
kreślić czerwonym flamastrem, żeby
przypadkiem nie przyszło ci do głowy pró−
bować wykorzystać w praktyce któregoś
z tych potworków.
Dlaczego są to złe rozwiązania? I dla−
czego tak często spotyka się je w ama−
torskiej literaturze i podręcznikach?
Odpowiem ci tylko na pierwsze pyta−
nie. Właściwie odpowiesz sobie sam.
Żeby na wyjściu, czyli na kolektorze
tranzystora z rysunku 33 (oraz 26), który
ma wzmocnienie prądowe równe 100,
uzyskać napięcie równe połowie napięcia
zasilania, czyli ustawić spoczynkowy
punkt pracy w środku zakresu pracy
(w przybliżeniu) liniowej, prąd bazy musi
wynosić 50µA. Rezystancję rezystora R2
w obwodzie bazy z rysunku 33a można
obliczyć
R2 = (10V – 0,6V) / 50µA = 0.188M
Piękna charakterystyka, prawda? Cie−
szysz się, że pokazana zależność jest li−
niowa? Zawsze jeśli zależność jest linio−
wa, to zapowiada pracę bez zniekształ−
ceń przy wzmacnianiu przebiegów
zmiennych.
Ale nie wpadnij w euforię – zauważ, że
jest to zależność napięcia wyjściowego
od prądu wejściowego!
A jak będzie wyglądać zależność na−
pięcia kolektora od napięcia na bazie? Do−
piero teraz znajdziesz odpowiedź, jak
tranzystor wzmacnia napięcie. Na rysun−
ku 30 jeszcze raz pokazałem ci zależność
prądu bazy od napięcia baza−emiter. Na
podstawie rysunku 30 i 29b możesz sam
narysować zależność napięcia U
C
od na−
pięcia U
BE
.
wyższych pojawi się prąd bazy i kolekto−
ra i napięcie kolektora zacznie się zmniej−
szać. Przykładowo punkt A na rysunku
29a przedstawia warunki przy prądzie ba−
zy równym 1 mikroamper. Masz to zazna−
czone na rysunku 31. Podobnie dla punk−
tu B, gdy napięcie na kolektorze wynosi
9V (prąd kolektora 1mA), napięcie na ba−
zie dla prądu bazy 10µA musi wynosić
około 540mV. Analogicznie można zazna−
czyć następne punkty.
Przy okazji: często spotkasz się
określeniem
punkt pracy
. Rysunki 29
i 31 pomogą ci zrozumieć, co to jest.
Punkt pracy tranzystora to napięcia i prą−
dy, jakie występują w układzie w danej
chwili. Na naszych rysunkach są to
rzeczywiście punkty. Można na przykład
powiedzieć, że przy zwiększaniu napię−
cia na bazie, punkt pracy tranzystora
przesuwa się od punktu A do punktu F.
Jest to tak zwany liniowy zakres pracy.
Punkt A, gdy tranzystor zaczyna przewo−
dzić prąd, nazywa się często punktem
lub progiem odcięcia. Powiemy też, że
punkty H oraz I leżą poniżej punktu od−
cięcia. Natomiast punkt G oznacza pracę
w zakresie nasycenia.
Uzyskana charakterystyka z rysunku
31 może każdego przerazić. Wprawdzie
wzmocnienie czyli stosunek napięcia
wyjściowego do wejściowego (repre−
zentowane na rysunku 31 przez nachyle−
nie linii między punktami A i F) jest bar−
dzo duże i to cieszy, ale zależność napię−
cia kolektora od napięcia na bazie wcale
nie jest liniowa! Po drugie, zmiany napię−
cia kolektora występują tylko w wąskim
zakresie napięć na bazie w granicach
0,5...0,6V.
Zastanów się, jaki będzie przebieg
napięcia na kolektorze, gdy podasz na
bazę napięcie zmienne. Dwa przykłady
możesz zobaczyć na rysunku 32. Jak
widzisz, tranzystor ma duże wzmocnie−
nie, ale żeby tranzystor wzmacniał prze−
biegi zmienne, musisz na wejście po−
dać mały sygnał, nałożony na pewne na−
pięcie stałe, inaczej mówiąc musisz pre−
cyzyjnie „trafić” na liniowy zakres na−
pięć na bazie.
=

lub zastosować potencjometr pozwalają−
cy ustawić potrzebne napięcie kolektora
w warunkach naturalnych.
Ale co wtedy, gdy zmieni się napięcie
zasilające (np. wyczerpywanie się bate−
rii)? A gdyby tranzystor się zepsuł i zaszła
konieczność wymiany go na egzemplarz
o innym wzmocnieniu? Policz napięcie
kolektora, gdyby tranzystor miał wzmoc−
nienie nie 100 tylko 250.
Już z tego widzisz, że nie jest to roz−
wiązanie zbyt praktyczne.
Podobnie jest z układem z rysunku
33b. Załóżmy, że napięcie zasilające jest
stabilizowane. Nie wnikając w szczegó−
ły, można dobrać stosunek rezystorów
dzielnika, by stałe napięcie polaryzacji
na bazie było odpowiednie dla uzyska−
nia na kolektorze połowy napięcia zasi−
lającego.
Rys.. 30..
Zrobimy to wspólnie na rysunku 31.
Dla napięć na bazie mniejszych od
0,5V, nie płynie prąd bazy i kolektora,
a więc napięcie na kolektorze jest równe
napięciu zasilającemu. Dopiero dla napięć
c.d. na str. 79
76
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98
188k
Pierwsze kroki
W porządku! A co wtedy, gdy złącze
tranzystora się podgrzeje? Przypomnij so−
bie wiadomości z poprzedniego odcinka.
Przy tym samym napięciu na bazie
wzrośnie prąd kolektora i spadnie napię−
cie kolektora.
Przy omawianiu rysunku 14b nie wzię−
liśmy pod uwagę szczegółów rozpływu
prądu – część prądu płynącego przez re−
zystor R2 będzie płynąć do bazy, a nie
przez rezystor R3. Czy potrafiłbyś dobrać
rezystory dzielnika uwzględniając ten
fakt?
Poważną wadą obu układów z rysunku
33 jest również duża nieliniowość. bo
charakterystyka przejścowa jest taka jak
na rysunkach 32 i 33. Duża wartość
wzmocnienia też niekoniecznie jest zale−
użytego eg−
zemplarza tranzystora. To są wady wyklu−
czające praktyczną przydatność takich
schematów.
Dobrze zaprojektowany układ wzmac−
niający z tranzystorem przede wszystkim
powinien mieć stabilne parametry, nieza−
leżnie od wzmocnienia prądowego tego
tranzystora. Powinien być liniowy, czyli
nie zniekształcać wzmacnianego sygnału.
I wcale nie musi mieć bardzo dużego
wzmocnienia, a współczynnik wzmocnie−
nia napięciowego powinien być niezależ−
ny od wzmocnienia prądowego i powi−
nien dać się regulować. I wszystko to
chcemy osiągnąć stosując nasz kapryśny
tranzystor o nieliniowej charakterystyce.
Jak się okazuje, można to zrobić w bar−
dzo prosty sposób. Opowiem ci o tym
w najbliższej przyszłości.
Ciąg dalszy w kolejnym numerze
EdW.
Rys.. 32..
Piiotr Góreckii
tą.
Rys.. 33..
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98
77
Jak widzisz rozwiązania z rysun−
ku 33? nie są dobre. W stanie spoczynku
punkt pracy zależy od temperatury
i wzmocnienia prądowego
[ Pobierz całość w formacie PDF ]