Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ"

Transcript

1 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ 1.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα γραμμικά ολοκληρωμένα κυκλώματα (Linear Integrated Circuits) βρίσκουν ευρύτατες εφαρμογές σε ολοένα και περισσότερα ηλεκτρονικά συστήματα, σε όλα σχεδόν τα πεδία της σύγχρονης τεχνολογίας όπως ακουστική, επικοινωνίες, βιο-ιατρική τεχνολογία, συστήματα συλλογής και επεξεργασίας αναλογικών δεδομένων, βιομηχανικό και γενικότερα αυτόματο έλεγχο, βιομηχανία οικιακών συσκευών, βιομηχανία αυτοκινήτου, αεροναυτική και διαστημική τεχνολογία κ.ά. Μερικοί από τους λόγους της ευρείας εξάπλωσής τους είναι οι συνεχώς αυξανόμενες δυνατότητές τους, το μικρό μέγεθος τους, η ευκολία στη χρήση, η αξιοπιστία, το χαμηλό τους κόστος καθώς και η βελτίωση των τεχνικών τους χαρακτηριστικών με την πρόοδο της ολοκλήρωσης μεγάλης κλίμακας των τελευταίων ετών. Στο σύνολο σχεδόν των σημερινών εφαρμογών της Ηλεκτρονικής είναι σχεδόν αδύνατο να συναντήσουμε ένα αμιγώς αναλογικό κύκλωμα, ειδικά αν δεν

2 αναφερόμαστε σε κυκλώματα πολύ υψηλών συχνοτήτων. Αυτό σημαίνει ότι σχεδόν πάντα τα αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα αποτελούν μέρος ενός πιο σύνθετου ηλεκτρονικού συστήματος όπου το μεν αναλογικό παίζει τον ρόλο της διεπαφής (interface) με τον αναλογικό κόσμο και υπάρχει σχεδόν πάντα ένα ψηφιακό μέρος για την επεξεργασία του σήματος που μας ενδιαφέρει. Οι σημερινές δυνατότητες ευρείας κλίμακας ολοκλήρωσης, που είναι αποτέλεσμα της προόδου της τεχνολογίας, παρέχουν την ευχέρεια στο σχεδιαστή να χρησιμοποιεί έτοιμα γραμμικά ολοκληρωμένα κυκλώματα τα οποία περιέχουν στο εσωτερικό τους τόσο μεγάλο κύκλωμα που λίγα χρόνια πριν θα απαιτούσε πολύ χρόνο και χώρο προκειμένου κανείς να το σχεδιάσει και να το υλοποιήσει. Αυτό ελαχιστοποιεί τον χρόνο σχεδιασμού και ανάπτυξης πολύπλοκων αναλογικών ηλεκτρονικών συστημάτων, αλλά ταυτόχρονα περιορίζει και τα προβλήματα που ήταν πιθανόν να εμφανιστούν σε ηλεκτρονικά κυκλώματα υλοποιημένα σε μια μεγάλη έκταση με ένα μεγάλο αριθμό εκτεθειμένων στοιχείων και αγωγών. Υπάρχουν δύο κυρίως τύποι γραμμικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που παράγονται σε βιομηχανική κλίμακα σήμερα. Τα μονολιθικά ολοκληρωμένα κυκλώματα και τα υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα. Τα μονολιθικά ολοκληρωμένα κυκλώματα παράγονται πάνω σε ένα και μοναδικό ημιαγωγικό υπόστρωμα (συνήθως πυρίτιο) και με αυτά θα ασχοληθούμε σ' αυτό το σύγγραμμα. Τα υβριδικά ICs είναι ένας συνδυασμός διακριτών στοιχείων, παθητικών στοιχείων και μονολιθικών ICs. Στην ομάδα των γραμμικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων εντάσσονται τα κυκλώματα αναλογικού τύπου, όπου η είσοδος γενικά είναι της μορφής ομαλά και συνεχώς μεταβαλλόμενου σήματος και η έξοδος συνήθως είναι μια ενισχυμένη (ή γενικότερα τροποποιημένη) μορφή του σήματος εισόδου. Μια από τις κύριες λειτουργίες που εκτελεί ένα γραμμικό ολοκληρωμένο κύκλωμα είναι η ενίσχυση ενός σήματος και για αυτό τον λόγο θα δοθεί ιδιαίτερη βαρύτητα στην περιγραφή των ενισχυτών σημάτων. Ενίσχυση (amplification) τάσης δε, σημαίνει την αύξηση του πλάτους ενός αναλογικού σήματος σε ένα επιθυμητό επίπεδο, με ταυτόχρονη διατήρηση της μορφής του. Ενίσχυση επίσης μπορούμε να έχουμε στο ρεύμα εξόδου έναντι του ρεύματος εισόδου ενός αναλογικού κυκλώματος (ενισχυτής ρεύματος) ή σε συνδυασμό των παραπάνω οπότε μιλάμε για ενισχυτές διαγωγιμότητας ή εμπέδησης. Η ονομασία γραμμικά ολοκληρωμένα κυκλώματα αποδίδει μάλλον την αντίθεση αυτών των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σε σχέση με τα ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα παρά την πραγματικότητα, αφού η λειτουργία πολλών στοιχείων της οικογένειας των γραμμικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είναι σαφώς μη-γραμμική, όπως για παράδειγμα ο λογαριθμικός ενισχυτής. Ακόμη στο τεράστιο φάσμα που 20

3 καλύπτουν τα ολοκληρωμένα κυκλώματα υπάρχουν στοιχεία των οποίων τα χαρακτηριστικά δεν μπορούν να ενταχθούν απόλυτα στη μία (αναλογικά κυκλώματα) ή την άλλη κατηγορία (ψηφιακά κυκλώματα), όπως η περίπτωση των κυκλωμάτων διεπαφής (interface circuits) που περιλαμβάνουν τους μετατροπείς Αναλογικού σε Ψηφιακό (Α/D Converters) και Ψηφιακού σε Αναλογικό (D/Α Converters), τα χρονοκυκλώματα, οι ταλαντωτές κ.ά. Οι ειδικοί αυτοί τύποι γενικά κατατάσσονται στη κατηγορία των γραμμικών ICs και σε καμία περίπτωση δεν δημιουργούν σύγχυση. Ο τελεστικός ενισχυτής (operational amplifier) είναι το εξέχον και πιο δημοφιλές στοιχείο αυτής της ομάδας. Εσωτερικά ο τελεστικός ενισχυτής, που θα περιγραφεί στη συνέχεια, αποτελείται από τρεις κυρίως βαθμίδες που είναι οι εξής: ένας διαφορικός ενισχυτής (ή και περισσότεροι συνδεδεμένοι σε διαδοχή), μία (ή και περισσότερες) πηγή σταθερού ρεύματος και μία βαθμίδα εξόδου η οποία λειτουργεί κυρίως σαν ενισχυτής ρεύματος. Στο πρώτο αυτό κεφάλαιο θα εξετάσουμε αναλυτικά τα βασικά εσωτερικά δομικά στοιχεία ενός τελεστικού ενισχυτή δηλαδή τον διαφορικό ενισχυτή, τις πηγές σταθερού ρεύματος, και τις βαθμίδες εξόδου, έτσι ώστε να γίνει σε βάθος κατανοητή η λειτουργία του πριν αρχίσουμε να τον βλέπουμε μόνο εξωτερικά σαν ένα ενιαίο στοιχείο Ο ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ Με δεδομένο ότι στο σύγγραμμα αυτό ασχολούμαστε με την περιγραφή γραμμικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, αναφερόμαστε κυρίως στη χρήση του τελεστικού ενισχυτή σαν βασικό δομικό στοιχείο ενίσχυσης και όχι στη χρήση των διπολικών transistors (BJT) καθώς και των transistors επιδράσεως πεδίου (FET) για την ενίσχυση σημάτων στις διάφορες δυνατές συνδεσμολογίες τους, που αφορά τις βασικές συνδεσμολογίες των διακριτών στοιχείων. Θεωρούμε ότι ο αναγνώστης έχει την βασική υποδομή των σχετικών μαθημάτων που ασχολούνται με την περιγραφή των συνδεσμολογιών των παραπάνω τύπων transistors σαν ενισχυτών τάσης ή ρεύματος. Η βασικότερη βαθμίδα του τελεστικού ενισχυτή είναι η βαθμίδα εισόδου, γνωστή σαν διαφορικός ενισχυτής (differential amplifier). Την βαθμίδα αυτή θα εξετάσουμε και θα αναλύσουμε σ' αυτή την παράγραφο. Γενικά οι βαθμίδες ενός τελεστικού ενισχυτή είναι πολλές ιδιαίτερα όταν επιθυμούμε να έχουμε έναν ενισχυτή μεγάλου κέρδους. Ο λόγος του πλάτους του σήματος εξόδου προς το πλάτος του σήματος εισόδου καθορίζει το κέρδος (gain) ενός ενισχυτή ή αλλιώς την ενίσχυσή του (amplification). Το κέρδος όπως θα δούμε αργότερα είναι στη γενική περίπτωση ένας μιγαδικός αριθμός, το πλάτος και η φάση του οποίου εξαρτώνται από την συχνότητα του προς ενίσχυση σήματος. Το κέρδος αυτό χωρίς την χρήση αρνητικής 21

4 ανάδρασης, την οποία θα εξηγήσουμε αργότερα, είναι σημαντικά μεγάλο. Επομένως μικρές μεταβολές στο πλάτος του σήματος εισόδου του ενισχυτή θα ενισχύονται σημαντικά, φέρνοντας την βαθμίδα εξόδου εύκολα σε κορεσμό. Κορεσμός είναι εκείνη η κατάσταση κατά την οποία το πλάτος του σήματος εξόδου φθάνει στα όρια του πλάτους της τάσης τροφοδοσίας του ενισχυτή και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την παραμόρφωσή του. Αυτό είναι ένα από τα σημαντικά προβλήματα στη σχεδίαση ενισχυτών και των διαφόρων εφαρμογών τους. Οι μεταβολές αυτές μπορεί να προκληθούν από πολλές αιτίες. Για παράδειγμα στους dc ενισχυτές, που όπως και όλοι οι τελεστικοί ενισχυτές αποτελούνται από ενεργά στοιχεία (διπολικά transistor, FET κ.λ.π.) και παθητικά στοιχεία (αντιστάσεις, πυκνωτές κ.λ.π.) οι χαρακτηριστικές τιμές των στοιχείων αυτών παρουσιάζουν μια διακύμανση γύρω από τις μέσες τιμές τους λόγω διάφορων εξωτερικών και εσωτερικών επιδράσεων (π.χ. μεταβολή εξωτερικής θερμοκρασίας, μεταβολή εσωτερικής θερμοκρασίας λόγω αυτοθέρμανσης κ.λ.π.). Συνεπώς η τάση εξόδου μπορεί να διαφέρει αρκετά από την θεωρητική τιμή λόγω των αποκλίσεων των τιμών αυτών των στοιχείων. Αυτό το είδος σφάλματος μπορεί να μειωθεί σημαντικά χρησιμοποιώντας στοιχεία καλής ακρίβειας (1% ή και καλύτερης). Ακόμη μπορούν να χρησιμοποιηθούν τεχνικές εξωτερικής αντιστάθμισης για μηδενισμό της εξόδου και εξισορρόπηση. Ένα άλλο είδος μεταβολών είναι η ολίσθηση της τάσης εξόδου (drift) που μπορεί να προκληθεί από μεταβολές της θερμοκρασίας ή της τάσης τροφοδοσίας. Και αυτές οι μεταβολές μπορούν να εξουδετερωθούν με τη χρήση κάποιου επιπλέον transistor που λειτουργεί σαν αισθητήρας θερμοκρασίας. Η ελαχιστοποίηση των επιδράσεων της θερμοκρασίας στη λειτουργία του τελεστικού ενισχυτή μπορεί να επιτευχθεί αν σχεδιαστεί σωστά η βαθμίδα εισόδου. Για το σκοπό αυτό η συνηθέστερα χρησιμοποιούμενη βαθμίδα εισόδου είναι ο διαφορικός ενισχυτής που δείχνεται στο Σχήμα 1.1. Το υπόλοιπο τμήμα του ενισχυτή περιέχει διάφορες άλλες βαθμίδες που θα δούμε αργότερα. Υπάρχουν δύο γραμμές τροφοδοσίας (+V CC και V ΕΕ ) ώστε να επιτρέπουν στον ακροδέκτη εισόδου να βρίσκεται σε μηδενική DC τάση (όσον αφορά τον κοινό ακροδέκτη γείωσης). Η συμμετρική τροφοδοσία αυτή επίσης επιτρέπει την ενίσχυση AC σημάτων, σήματα δηλαδή που έχουν θετική και αρνητική συνιστώσα. Η εξήγηση της λειτουργίας του διαφορικού ενισχυτή δεν είναι και τόσο απλή όσο του ενισχυτή με ένα διπολικό transistor. Το σημαντικό πλεονέκτημα του διαφορικού ενισχυτή είναι ότι ταυτόχρονα με την ενίσχυση γίνεται και απόρριψη του θορύβου κοινού ρυθμού, θορύβου δηλαδή που προέρχεται από διάφορες αιτίες και εφαρμόζεται, ο ίδιος ταυτόχρονα, και στις δύο εισόδους του διαφορικού ενισχυτή. 22

5 Αν υποθέσουμε λοιπόν ότι αρχικά εφαρμόζεται ένα ημιτονοειδές σήμα στην αριστερή μόνο είσοδο του ενισχυτή (όπως δείχνεται στο Σχήμα 1.1) ενώ η άλλη είσοδος είναι γειωμένη. Το σήμα εισόδου εμφανίζεται ενισχυμένο, κατά τόσες φορές όσο καθορίζεται από το κέρδος του ενισχυτή κοινού εκπομπού και ανεστραμμένο (με διαφορά φάσης ) στο συλλέκτη του αριστερού transistor. Το σήμα εισόδου προκαλεί βεβαίως και μεταβολή του ρεύματος εκπομπού και εμφανίζεται με την ίδια φάση, αλλά το μισό κέρδος πάνω στην αντίσταση R e. Αυτό οφείλεται στη συμμετρική δράση των δύο transistor όπως θα εξηγηθεί παρακάτω. Το θετικό τμήμα του σήματος v e, της τάσης δηλαδή των εκπομπών, πολώνει τον εκπομπό του δεξιού transistor θετικότερα σε σχέση με τη βάση του, προκαλώντας μεταβολή του ρεύματος του εκπομπού i e2 = -i e1. Αποτέλεσμα της παραπάνω διαδικασίας είναι η εμφάνιση στο συλλέκτη του δεξιού transistor της ίδιας ημιτονοειδούς τάσης που εμφανίζεται στο συλλέκτη του αριστερού transistor αλλά με ανεστραμμένη φάση κατά Εφόσον ο διαφορικός ενισχυτής είναι το σημαντικότερο κύκλωμα, του τελεστικού ενισχυτή, θα τον εξετάσουμε λεπτομερώς υπολογίζοντας αρχικά τη σχέση εισόδου-εξόδου του, χρησιμοποιώντας το Σχήμα 1.2. Υποθέτουμε εδώ απόλυτα συμμετρικό κύκλωμα, με ακριβώς όμοια transistor και αντιστάσεις συλλεκτών R L. +Vcc RL RL v01 v02 v0 Υπόλοιπος Ενισχυτής ή Βαθμίδα Εξόδου Έξοδος Eίσοδος v1 Q1 Q2 v2 R1 (100kΩ) P (50Ω) ve ιε1 ie2 R2 (50Ω) Re Διαφορικός Ενισχυτής -VEE Σχήμα 1.1. Κύκλωμα διαφορικού ενισχυτή 23

6 Οι ακροδέκτες εισόδου οδηγούνται από τάσεις v 1 και v 2 και οι έξοδοι v 01, v 02 λαμβάνονται από τους δύο συλλέκτες, αν θέλουμε να έχουμε διαφορική τάση εξόδου (double-ended or differential output). Το ισοδύναμο κύκλωμα μικρού σήματος του κυκλώματος 1.2 (α) δείχνεται στο Σχήμα 1.2 (β) και απλοποιείται από το γεγονός ότι g m v a >> i a και g m v b >> i b, όπου g m : η διαγωγιμότητα των δύο transistors που θεωρείται ίδια. Αυτό μας επιτρέπει να γράψουμε: v e = R e i e = R e (i e1 +i e2 ) = g m R e (v a + v b ) (1.1) όπου v a = v 1 - v e και v b = v 2 - v e. Από αυτές τις σχέσεις παίρνουμε: gmre v e = 1+ 2gmRe ( v 1 + v 2 ) (1.2) ή v e v 1 + v 2 2 εφόσον 2g m R e >> 1 Αντικαθιστώντας αυτό το αποτέλεσμα στις παραπάνω εξισώσεις για τα v a και v b, έχουμε: v a = v1 v 2 2 και v b = - v1 v 2 2 (1.3) Οι τάσεις εξόδου είναι: v 01 = -g m R L v a και v 02 = -g m R L v b ή με αντικατάσταση των v a και v b τελικά παίρνουμε : v 01 = - g m R L 2 v 02 = g m R L 2 (v 1 - v 2 ) (v 1 - v 2 ) (1.4) και v 0 = v 01 - v 02 = -g m R L (v 1 - v 2 )= -Α (v 1 - v 2 ) (1.5) Δηλαδή οι τάσεις εξόδου και η διαφορά τους είναι ανάλογες προς τη διαφορά των τάσεων εισόδου. Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό αποτέλεσμα που εξηγεί και τη λειτουργία και το όνομα του διαφορικού ενισχυτή. Ουσιαστικά δηλαδή ο διαφορικός ενισχυτής ενισχύει κατά τον όρο A = g m R L τη διαφορά τάσεων v 1 - v 2 μεταξύ των δύο εισόδων του. 24

7 +Vcc RL RL v01 ιχ1 ic2 v02 Q1 Q2 v1 ιε1 ve ιε2 v2 Re v01 (α) v02 ia ib RL RL v1 rπ rπ v2 va gmva gmvb vb ve ie1 ie2 Re (β) Σχήμα 1.2. Κυκλώματα για την ανάλυση του διαφορικού ενισχυτή. Ηλεκτρονικό κύκλωμα (α) και Ισοδύναμο κύκλωμα μικρού σήματος (β). 25

8 Οι πραγματικοί διαφορικοί ενισχυτές δεν είναι τέλεια συμμετρικοί και έτσι η έξοδός τους δεν θα εξαρτάται μόνο από το σήμα της διαφοράς v d = v 1 - v 2, όπως καθορίζει η παραπάνω θεωρητική σχέση (1.5), αλλά επίσης από τη μέση στάθμη των v 1 και v 2 δηλ. το v c = (v 1 + v 2 )/2 η οποία ονομάζεται σήμα κοινού ρυθμού. Με τον όρο συμμετρικοί εννοούμε οι δύο κλάδοι που απαρτίζουν τον διαφορικό ενισχυτή και περιέχουν τα δύο transistors σε συνδεσμολογία κοινού εκπομπού, να είναι ακριβώς ίδιοι. Αυτό σημαίνει πρακτικά, οι δύο αντιστάσεις R L να έχουν ακριβώς την ίδια τιμή και τα δύο transistors να έχουν ακριβώς τα ίδια τεχνικά χαρακτηριστικά. Επειδή με αυτή την προυπόθεση προέκυψαν οι θεωρητικές σχέσεις στην ανάλυση που έγινε παραπάνω, οποιαδήποτε διαφοροποίηση στα τεχνικά χαρακτηριστικά των αντιστάσεων και των transistors θα σημαίνει αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά που περιγράφει η σχέση (1.5). Για παράδειγμα, εάν v 1 = 100 μv και v 2 = -100 μv η έξοδος δεν θα είναι ακριβώς η ίδια σαν να ήταν v 1 = 1100 μv και v 2 = 900 μv μολονότι η διαφορά v d = 200 μv και στις δύο περιπτώσεις. Επομένως ένα μέτρο εκτίμησης που περιγράφει την μη-ιδανική συμπεριφορά των διαφορικών ενισχυτών εισάγεται με τη σχέση : v o = A 1 v 1 + A 2 v 2 (1.6) όπου Α 1 και Α 2 είναι οι ενισχύσεις τάσης από τους ακροδέκτες εισόδου 1 και 2 αντίστοιχα. Σημειώστε ότι αν Α 2 = -Α 1, η παραπάνω σχέση είναι η ίδια όπως η σχέση (1.5) όπου Α 1 = -g m R L. Υπολογίζοντας την v 1 και v 2 συναρτήσει της τάσης διαφοράς v d και της τάσης κοινού ρυθμού v c, και αντικαθιστώντας στην παραπάνω εξίσωση έχουμε : v o = A d v d + A cm v c (1.7) όπου A d = (A 1 - A 2 )/2 και A cm = A 1 + A 2 παριστάνουν το κέρδος διαφορικού ρυθμού και το κέρδος κοινού ρυθμού αντίστοιχα. Η παραπάνω εξίσωση μπορεί επίσης να γραφεί ως: v o = A d v d 1 v + c 1 (1.8) ρ vd όπου το ρ = Α d / Α cm είναι γνωστό σαν λόγος απόρριψης κοινού ρυθμού (Common Mode Rejection Ratio, CMRR). To CMRR είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ενός τελεστικού ενισχυτή, στο οποίο θα πρέπει να δίνει ιδιαίτερη σημασία ο σχεδιαστής ενός κυκλώματος με τελεστικούς ενισχυτές. Τόσο καλύτερος θεωρείται ένας τελεστικός ενισχυτής όσο το ρ είναι μεγαλύτερο. Για τον ιδανικό ενισχυτή το ρ. 26

9 Επιστρέφοντας στο Σχήμα 1.1 θεωρείστε το κύκλωμα εξισορρόπησης που σχηματίζεται από το ποτενσιόμετρο Ρ και τις δύο αντιστάσεις R 1 και R 2. Με τις τιμές των αντιστάσεων που δίνονται και υποθέτοντας V cc = ± 15V λαμβάνουμε την περιοχή εξισορρόπησης τάσης ± V cc R 2 /(R 1 + R 2 ) = ± 7.5 mv. Αυτή αποτελεί μια από τις χρησιμοποιούμενες τεχνικές για να φέρουμε τον ενισχυτή να παρέχει μηδενική τάση εξόδου, όταν βραχυκυκλώνουμε τις δύο εισόδους του (δίνουμε δηλαδή μηδενική διαφορά τάσης εισόδου v 1 - v 2 ) όπως θα πρέπει να συμβαίνει. Υπάρχουν και άλλες τεχνικές εξισορρόπησης τάσης πλην αυτής που δείχνεται στο Σχήμα 1.1. Ο διαφορικός ενισχυτής του Σχήματος 1.2(α) έχει δύο ξεχωριστές εισόδους (double-ended input) και δύο εξόδους (double-ended output) ή όπως αλλοιώς αναφέρεται πλωτή (floating) έξοδος, με την έννοια ότι κανείς από τος ακροδέκτες εξόδου δεν συνδέεται στη γείωση. Η είσοδος v 2 λέγεται μη-αναστρέφουσα είσοδος, επειδή η έξοδος v 0 είναι σε φάση με την τάση v 2. Αντίθετα, η είσοδος v 1 λέγεται αναστρέφουσα είσοδος, επειδή η έξοδος v out έχει 180 διαφορά φάσης με την είσοδο v 1. Συχνά, η τάση v 1 - v 2 λέγεται διαφορική είσοδος. Στο Σχήμα 1.3 δίνεται η πιο πρακτική και η ευρύτερα χρησιμοποιούμενη μορφή του διαφορικού ενισχυτή. Η μορφή αυτή έχει πολλές εφαρμογές, επειδή μπορεί να οδηγήσει μη πλωτά φορτία, όπως ο ενισχυτής CE (Common-Emmiter), ο ακόλουθος εκπομπού και άλλα ηλεκτρονικά κυκλώματα Ο διαφορικός ενισχυτής του Σχήματος 1.3 έχει και πάλι μια διαφορική είσοδο και μια απλή έξοδο (single-ended amplifier) η οποία έχει ως αναφορά την γείωση και είναι η μορφή του διαφορικού ενισχυτή που χρησιμοποιείται συνηθέστερα στην πράξη. Αναλύοντας το AC ισοδύναμο κύκλωμα, βρίσκουμε ότι : v out = -A s (v 1 - v 2 ) όπου v out : η AC τάση από το συλλέκτη στη γη και: Α s = g R m L 2 Σημειώνεται ότι το κέρδος τάσης Α s είναι το μισό του κέρδους της εξίσωσης (1.5). Αυτό είναι άμεση συνέπεια του γεγονότος ότι χρησιμοποιείται σαν τάση εξόδου το μισό της διαφοράς v 01 - v 02 δηλαδή η διαφορά τάσης μεταξύ της εξόδου v 02 και της γείωσης και μόνο μια αντίσταση συλλέκτη R c. Όλοι οι τελεστικοί ενισχυτές που διατίθενται στο εμπόριο έχουν έξοδο αυτής της μορφής. 27

10 +Vcc Rc Vout Q1 Q2 v1 v2 Re -VEE Σχήμα 1.3. Διαφορικός ενισχυτής δύο εισόδων μιας εξόδου ΠΗΓΕΣ ΣΤΑΘΕΡΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Η ΚΑΘΡΕΠΤΕΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Οι πηγές σταθερού ρεύματος με δυνατότητα ρύθμισης του παρεχόμενου ρεύματος είναι απαραίτητες, όχι μόνο στους διαφορικούς ενισχυτές, αλλά και σε πολλές άλλες εφαρμογές των γραμμικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, όπως για παράδειγμα στα χρονοκυκλώματα με χρονισμό με τη χρήση δικτύων RC. Η απλούστερη πηγή σταθερού ρεύματος είναι η χρήση μιας μεγάλης εν σειρά αντίστασης με το φορτίο μας, οπότε η τιμή της μεγάλης αντίστασης θα είναι εκείνη που θα καθορίζει το ρεύμα κατά κύριο λόγο, ενώ τυχόν μικρομεταβολές στην αντίσταση φορτίου ελάχιστα θα επηρεάζει την τιμή του ρεύματος. Η απλή όμως αυτή πηγή ρεύματος είναι συνήθως μηπρακτική. Ο λόγος είναι ότι η μεγάλη εν σειρά αντίσταση επιτρέπει την ροή μικρών μόνο (σταθερών) ρευμάτων. Μια πιο πρακτική πηγή ρεύματος με διακριτά ενεργά και παθητικά στοιχεία δείχνεται στο Σχήμα 1.4. Η ιδέα εδώ είναι η δημιουργία μιας σταθερής τάσης πόλωσης της βάσης άρα και ενός σταθερού ρεύματος βάσηςεκπομπού το οποίο συντελεί σε ένα σταθερό ρεύμα συλλέκτη-εκπομπού του transistor, που είναι και το τελικό ρεύμα εξόδου. Ουσιαστικά εδώ, οι αντιστάσεις R 1, R 2 και R 3 είναι αυτές που καθορίζουν τι ρεύμα θα περάσει μέσα από την αντίσταση που αποτελεί το φορτίο R L. 28

11 Μια απλούστερη και πιο αποτελεσματική πηγή ρεύματος ευρέως χρησιμοποιούμενη στα γραμμικά ICs είναι αυτή του Σχήματος 1.5(α). Παρατηρώντας τη συνδεσμολογία αυτή μπορούμε να πούμε ότι τα δύο transistors Q 1 και O 2 έχουν συνδεδεμένες τις επαφές βάσεως-εκπομπού των παράλληλα, άρα βρίσκονται υπό την ίδια τάση, άρα όσο ρεύμα συλλέκτη (Ι 1 ) καταδύει το ένα θα καταδύει και το άλλο (I c ) με την προυπόθεση ότι τα +Vcc R1 RL I out = RV 2 cc R + R 1 2 R 3 V BE V 1 R V 2 cc = R + R 1 2 V 2 = RV V R + R 2 cc ( ) BE 1 2 R2 R3 Σχήμα 1.4. Πηγή σταθερού ρεύματος με διακριτά στοιχεία. δύο transistors είναι απολύτως όμοια. Το transistor Q 1 όμως είναι συνδεδεμένο ουσιαστικά σαν δίοδος αφού η επαφή συλλέκτη-βάσεως είναι βραχυκυκλωμένη. Άρα το κύκλωμα μπορεί να πάρει τη μορφή του Σχήματος 1.5(β). Η ισότητα Ι 1 = Ι c υποδηλώνει ότι το ρεύμα του συλλέκτη του transistor Q 2 είναι ίσο με το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση R ίσο δηλ. με το εξαναγκασμένο όπως λέγεται ρεύμα που εμείς μπορούμε να καθορίσουμε την τιμή του, ανάλογα με την τιμή της αντίστασης R που θα βάλουμε. Το σημαντικό εδώ είναι ότι ασχέτως της τιμής της αντίστασης του φορτίου R c η τιμή του ρεύματος I c μπορεί να καθοριστεί από την τιμή της αντίστασης R. Είναι φανερό ότι η λειτουργία αυτής της πηγής σταθερού ρεύματος εξαρτάται έντονα από την τέλεια προσαρμογή δηλαδή την απόλυτη ομοιότητα των δύο transistors. Η παραπάνω συνδεσμολογία εξασφαλίζει ισότητα των ρευμάτων στο ζεύγος των transistrors, που λόγω της συμμετρίας του ως προς τον άξονα που ξεκινάει από την θετική τροφοδοσία και 29

12 καταλήγει στη γείωση, ορισμένες φορές ονομάζεται και καθρέπτης ρεύματος. Επιστρέφοντας στο διαφορικό ενισχυτή του Σχήματος 1.2(α), η αντίσταση κοινού εκπομπού R e θα πρέπει να γίνει όσο το δυνατόν μεγαλύτερη γιατί αυτό δίνει το εξής πλεονέκτημα: κάνει την έξοδο v o1 στη μια πλευρά του ζεύγους πιο κοντά και με αντίθετη πολικότητα προς την έξοδο της άλλης πλευράς v 02 και επίσης ελαχιστοποιείται η επίδραση από τυχόν ανομοιομορφία στα transistrors του ζεύγους του διαφορικού ενισχυτή. Αυτό συμβαίνει, διότι σε αντιστοιχία με το παράδειγμα του διαιρέτη τάσης που προαναφέρθηκε για την κατασκευή πηγής σταθερού ρεύματος, η μεγάλη αντίσταση R e θα είναι αυτή που θα καθορίζει κατά κύριο λόγο την τιμή του ρεύματος που θα καταδύουν τα δυο transistrors. Σαν επακόλουθο αυτής της ισότητας, αυξάνει η ικανότητα του κυκλώματος απόρριψης σημάτων κοινούρυθμού. Αυτό ποσοτικά εκφράζεται σαν ένας επιθυμητά μεγάλος λόγος απόρριψης κοινού-ρυθμού (CMRR). Αν θεωρήσουμε τον ένα κλάδο του διαφορικού ενισχυτή σαν ένα διαιρέτη τάσης με την επάνω αντίσταση του διαιρέτη να αποτελείται από την R c και το διπολικό transistor, και την κάτω αντίσταση την αντίσταση R e, τότε τυχόν διακυμάνσεις της τιμής της επάνω αντίστασης θα επηρεάζουν τόσο λιγότερο το ρεύμα που διαρρέει τον διαιρέτη όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή της κάτω αντίστασης σε σχέση με την πάνω, επειδή αυτή είναι που καθορίζει κατά κύριο λόγο την τιμή του ρεύματος του διαιρέτη. Μια λύση για να το πετύχουμε αυτό είναι να αυξήσουμε υπερβολικά την τιμή της αντίστασης R e σε σχέση με την R c. Υπάρχει της μια πρακτική δυσκολία στην επιλογή πολύ μεγάλης αντίστασης R e, (της αναφέρθηκε στην αρχή του τμήματος 1.3 για την απλούστερη πηγή ρεύματος), εφόσον η μεγάλη πτώση τάσης στα άκρα της, θα απαιτούσε μεγάλες τιμές τάσης τροφοδοσίας που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν αποδεκτές τιμές ρευμάτων συλλεκτών. Η δυσκολία αυτή ξεπερνιέται αντικαθιστώντας την αντίσταση R e με μια πηγή σταθερού ρεύματος, που υλοποιείται με ένα τρίτο transistor το Q 3 στο κύκλωμα του Σχήματος

13 +Vcc +Vcc R RC R RC I1 IB IC Σταθερό ρεύμα εξόδου I1 IB IC Σταθερό ρεύμα εξόδου Q2 + Q2 Q1 I2 VBE - (α) +Vcc (β) RC1 RC2 v01 ic1 ic2 v02 Q1 Q2 v1 v2 ie1+ie2 -VEE Σχήμα 1.5. Καθρέπτης ρεύματος με δύο όμοια transistors Q 1 και Q 2 (α), Τροποποίηση του προηγούμενου κυκλώματος (β) και Συνδυασμός διαφορικού ενισχυτή με πηγή ρεύματος (γ). (γ) 31

14 Μια πηγή σταθερού ρεύματος, εξ ορισμού, αντιστοιχεί σε μια πηγή η οποία έχει εξαιρετικά μεγάλη εσωτερική αντίσταση. Μια τέτοια πηγή λαμβάνεται συνδέοντας στη βάση του transistor Q 3 της δύο διόδους D 1 και D 2 οι οποίες διατηρούν σταθερή τάση πόλωσης της επαφής βάσης-εκπομπού. Η τάση πόλωσης αυτή προκύπτει από την πρόσω τάση πόλωσης των δύο διόδων λόγω της V EE τροφοδοσίας. Κρατώντας σταθερή την V BE του Q 3 κατ αυτόν τον τρόπο, η τιμή του ρεύματος συλλέκτη του μπορεί να ρυθμιστεί σε μια κατάλληλη τιμή από την αντίσταση εκπομπού του R 3. Το σταθερό ρεύμα του συλλέκτη του Q 3 που προκύπτει, διαιρείται εξ ίσου και αποτελεί τα ρεύματα ηρεμίας των συλλεκτών των Q 1 και Q 2. +Vcc RC1 RC2 v01 ic1 ic2 v02 Τάση εξόδου: v0=v01-v02 Q1 Q2 v1 v2 ie1+ie2 R4 Q3 D1 D2 R3 -VEE Σχήμα 1.6. Κύκλωμα διαφορικού ενισχυτή με τη χρήση και πηγής σταθερού ρεύματος που υλοποιείται με το transistror Q 3 που δημιουργεί ουσιαστικά μια πολύ μεγάλη αντίσταση σε αντικατάσταση της αντίστασης R e του σχήματος 1.2(α). Κοιτάζοντάς το από μια άλλη οπτική γωνία το transistor Q 3 λειτουργεί στο σχεδόν οριζόντιο τμήμα της χαρακτηριστικής καμπύλης εξόδου του, κάνοντας έτσι την εσωτερική του αντίσταση πάρα πολύ υψηλή (κλίση καμπύλης μηδέν άρα αγωγιμότητα μηδέν συνεπώς αντίσταση σχεδόν άπειρη). Ένα άλλο πλεονέκτημα που δίνει αυτή η πηγή σταθερού ρεύματος 32

15 είναι το γεγονός ότι οι δίοδοι που χρησιμοποιούνται για να πολώσουν το Q 3, με δεδομένο ότι κατασκευάζονται πάνω στο ίδιο πλακίδιο και με την ίδια τεχνολογία με το Q 3 παρέχουν μια πολύ καλή αντιστάθμιση των μεταβολών που παθαίνουν τα χαρακτηριστικά της επαφής βάσης-εκπομπού του λόγω θερμοκρασίας. Είναι προφανές ότι στη θέση της πηγής ρεύματος του παραπάνω κυκλώματος μπορεί να μπει οποιαδήποτε άλλη από όσες προαναφέρθηκαν ή ακόμη και της που δεν περιγράφηκαν εδώ ΛΟΓΟΣ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΡΥΘΜΟΥ (CMRR) Το πλέον σημαντικό χαρακτηριστικό που είναι απαραίτητο στην πρώτη βαθμίδα της υψηλού κέρδους ενισχυτή, είναι η ικανότητα να καταστέλλει ανεπιθύμητες διαταραχές (π.χ. σήματα θορύβου) οι οποίες θα μπορούσαν να ενισχυθούν παράλληλα με το επιθυμητό σήμα. Το προσαρμοσμένο ζεύγος των transistors Q 1 και Q 2 στη βαθμίδα του διαφορικού ενισχυτή έχει ενδογενώς αυτή την ικανότητα και βασίζεται στο γεγονός, ότι ανεπιθύμητα σήματα, που θα μπορούσαν να χαρακτηρισθούν σαν θόρυβος, από μια εξωτερική πηγή θα μπορούσαν να εμφανιστούν σαν κοινά σήματα και της δύο εισόδους και λόγω του ότι ο διαφορικός ενισχυτής ενισχύει τη διαφορά δύο σημάτων, τα δύο σήματα θα παρήγαγαν ίσες τάσεις εξόδου των οποίων η διαφορά στην τελική έξοδο θα ήταν θεωρητικά ίση με το μηδέν. Η αποτελεσματικότητα στην πράξη της της απόρριψης, της, εξαρτάται από το πόσο ίσα είναι στη πράξη τα δύο ρεύματα στην αριστερή και τη δεξιά πλευρά του διαφορικού ενισχυτή και πόσο ίδια είναι τα ηλεκτρονικά στοιχεία της δύο πλευρές του. Αναφερόμενοι και πάλι στο Σχήμα 1.2(α), μπορεί να φανεί ότι η ισότητα αυτών των ρευμάτων εξαρτάται από την υπόθεση μεγάλης τιμής αντίστασης R e ώστε να ελαχιστοποιείται η επίδραση μη ύπαρξης απόλυτης συμμετρίας του υπόλοιπου κυκλώματος (μη απόλυτα ίδια transistors Q 1 και Q 2, μη απόλυτα ίσες αντιστάσεις R L κ.λ.π.). Είδαμε της ότι η χρήση πηγής σταθερού ρεύματος με το Q 3 συνεισφέρει σημαντικά στην επίτευξη του επιθυμητού σκοπού. Μπορούμε λοιπόν να εκτιμήσουμε την έννοια του λόγου απόρριψης κοινού ρυθμού (CMRR), με τη χρήση της λόγου που συγκρίνει την επιθυμητή διαφορική ενίσχυση (A d ) με την ανεπιθύμητη ενίσχυση των σημάτων κοινού ρυθμού (A cm ). Σημειώστε εδώ ότι το A d αντιστοιχεί με το κέρδος τάσης που αναφέρθηκε προηγουμένως και που μαζί με το A cm εισήχθησαν στην εξίσωση 1.7. Ο λόγος λοιπόν απόρριψης κοινού ρυθμού της προαναφέρθηκε ορίζεται ως : CMRR = ρ = A A d cm ως καθαρός αριθμός ή CMRR db = A d 20 log σε [db] A cm (1.9) 33

16 Ο λόγος της θα εξαρτάται από το πόσο μεγάλη αντίσταση παρουσιάζει η πηγή ρεύματος που σχηματίζει το Q 3. Ο CMRR εκφράζει το πόσες φορές μεγαλύτερο είναι το A d σε σχέση με το A cm, ή της συνήθως γίνεται, με το λογαριθμικό λόγο σε decibels [db] της μπορεί να φανεί από το παρακάτω παράδειγμα: Παράδειγμα 1-1: Καθορισμός του CMRR Ας υποθέσουμε ότι έχουμε το κύκλωμα του Σχήματος 1.6 και μετράμε τη διαφορική έξοδο (v o ) για μονοπολική (single-ended) τάση εισόδου (v in ) (τάση μεταξύ των δύο ακροδεκτών εισόδου, όταν η μία είναι γειωμένη) : είσοδος (v in ) = v 1 v 2 = 1mV 0 = 1mV έξοδος (διαφορ.) = v o = v 02 v 01 = 200mV έτσι, το διαφορικό κέρδος A d = 200mV V o = Vin 1mV = 200 Επίσης, όταν και οι δύο ακροδέκτες εισόδου βραχυκυκλωθούν, υποθέτουμε ότι ένα σήμα κοινού ρυθμού των 10mV (v c ) εφαρμόζεται στην κοινή είσοδο, και λαμβάνεται μια κοινού ρυθμού τάση εξόδου των 2mV. v o ( cm) Κέρδος κοινού ρυθμού A cm = = 2 mv vc 10mV = 0.2 τότε CMRR = A d /A cm = = 1000 ή αν θέλουμε μετατροπή σε [db] : CMRR [db] = 20 log (A d /A cm ) = 20 log (1000) = 60db Τυπικές τιμές του CMRR για έναν καλό τελεστικό ενισχυτή του εμπορίου είναι τιμές περί τα 100db και πάνω ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ Η σχέση μεταξύ των ποσοτήτων εισόδου και εξόδου της ηλεκτρικού κυκλώματος καλείται χαρακτηριστική μεταφοράς. Αυτή η σχέση μπορεί να δίνεται γραφικά ή με τη μορφή μιας εξίσωσης (γνωστής ως συνάρτηση μεταφοράς). Θα εξετάσουμε και τους δύο τύπους περιγραφής για την περίπτωση του διαφορικού ενισχυτή. Για να φθάσουμε σε μια μαθηματική 34

17 έκφραση για τη χαρακτηριστική μεταφοράς του διαφορικού ενισχυτή θα κάνουμε μια ανάλυση των ιδιοτήτων μεγάλου σήματος της διπολικού transistor. Πάλι, τα στοιχεία Q 1 και Q 2 θα θεωρηθούν ότι είναι ίδια. Έτσι, για κάθε transistor του διαφορικού ζεύγους, που δείχνεται στο Σχήμα 1.7(α) είναι γνωστό ότι για τα συνεχή ρεύματα ισχύουν οι σχέσεις: I c = a dc I E και I B = (1 a dc ) I E (1.10) I B Επομένως: I c = a dc 1-a = β dci B dc Στη σχετική βιβλιογραφία το β dc συμβολίζεται μερικές φορές και ως h fe. Το κέρδος του διαφορικού ενισχυτή του Σχήματος 1.7(α) δίνεται συναρτήσει των στοιχείων του κυκλώματος από τη σχέση: A V RL = = β 2R E dc R R L in Επειδή: R = 2β R in dc E Όπου: R in : η αντίσταση εισόδου του τελεστικού ενισχυτή. Η σχέση μεταξύ της τάσης επαφής εισόδου V BE (βάσεως-εκπομπού) και του ρεύματος εκπομπού I E δίνεται από τη γνωστή εξίσωση διόδου, με Ι ES την τιμή κορεσμού του ανάστροφου ρεύματος: I E = I ES ( V BEq/ kt e - 1) (1.11) Όπου: q: το στοιχειώδες φορτίο (1.6x10-19 C) k: η σταθερά του Boltzmann σε Joules/ 0 Kelvin και T: η απόλυτη θερμοκρασία της επαφής σε 0 Kelvin. Επειδή ο εκθετικός όρος είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερος της μονάδας, ο όρος -1 μπορεί να παραλειφθεί. Έτσι : Ι E = I V BEq/kT ES e (1.12) Ο νόμος ρευμάτων του Kirchoff μας επιτρέπει να προσθέσουμε τα ρεύματα στον ακροδέκτη του κοινού εκπομπού. Ι o = I E1 + I E2 35

18 +Vcc RC1 RC2 RC1=RC2=RL v01 ic1 ic2 v02 v0=v01-v02 v1=0 Q1 Q2 v2=0 IE1 IE2 i0 -VEE (α) V0 +Vcc 0 VI VI = V1-V2 -VEE Σχήμα 1.7. (Συνεχίζεται) (β) 36

19 1.0 IC2 IC1 Σχετικό ρεύμα IC Τάση διαφορικής εισόδουvi σε μονάδες kt/q (γ) Σχήμα 1.7. Κατασκευή χαρακτηριστικής μεταφοράς. Διαφορικός ενισχυτής (α), Γραφική παράσταση χαρακτηριστικής μεταφοράς (V I = v 1 - v 2 ) (β) και Μεταβολή ρεύματος συλλεκτών συναρτήσει της V I (γ). Ή λαμβάνοντας υπ όψιν και την εξίσωση (1.12): Ι ο = Ι V BE 2 q / kt ( VBE1 VBE 2) q/ kt Vq I / kt ES e [1 + e ] = I E2 [1 + e ] (1.13) Για ευκολία θέτουμε V I = V BE1 - V BE2. Μπορούμε τώρα να λύσουμε την εξίσωση (1.13) ως προς Ι E2 συναρτήσει του Ι o και της V I : Io I E2 = Vq I / kt 1+ e και από αυτή: a I dc o I C1 = I / 1+ e και a I dc o I C2 = Vq I / kt 1+ e Vq kt (1.14) (1.15) (1.16) η χαρακτηριστική μεταφοράς θα ληφθεί από την : V o = I C1 R L - I C2 R L (1.17) V o = a I R e e 2 + e + e Vq I / kt Vq I / kt ( ) dc o C VIq / kt VIq / kt (1.18) 37

20 Μετά από τις πράξεις μπορούμε να πάρουμε : V o = a I R sinh(v q/kt) dc o C I 1+cosh(V q/kt) I (1.19) όπου sinh(x) και cosh(x) το υπερβολικό ημίτονο και υπερβολικό συνημίτονο x x e e x x e + e του x αντίστοιχα που ορίζονται ως: sinh(x) = και cosh(x) =. 2 2 Αυτή η σχέση μεταξύ εισόδου και εξόδου είναι η χαρακτηριστική μεταφοράς της τάσης και είναι σχεδιασμένη στο Σχ. 1.7(β). Εδώ πρέπει να σημειωθούν οι περιοχές κορεσμού που υπάρχουν για μεγάλες θετικές και αρνητικές τιμές του V I. Το κύκλωμα παρουσιάζει ψαλιδισμό στα μεγάλα πλάτη. Όταν λειτουργεί σαν ενισχυτής η λειτουργία μικρού σήματος πρέπει να γίνεται στη γραμμική περιοχή κοντά στο κέντρο της καμπύλης, δηλαδή κοντά στο V I = 0. Μια γραφική παράσταση των εξισώσεων (1.15) και (1.16) επίσης δίνεται, στο Σχήμα 1.7(γ) με τα ρεύματα συλλέκτη συναρτήσει του V I. Αν θεωρήσουμε ότι V BE2 = 0 τότε, όταν V BE1 = 0, το ρεύμα του κάθε συλλέκτη είναι a dc I o /2. Το Ι C1 μεταβάλλεται από 0, όταν η V BE1 είναι μεγάλη και αρνητική, έως a dc I o, όταν η V BE1 είναι μεγάλη και θετική Διαγωγιμότητα Μια άλλη παράμετρος η οποία χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη λειτουργία του διαφορικού ενισχυτή είναι η διαγωγιμότητα. Η έννοια της διαγωγιμότητας είναι συνδεδεμένη με τις λυχνίες κενού, το διπολικό transistor και τα transistor τύπου FET και ορίζεται ως ο λόγος μιας αυξητικής μεταβολής στο ρεύμα εξόδου προς την αύξηση στη τάση εισόδου η οποία προκαλεί την μεταβολή, κάτω από συνθήκες βραχυκυκλωμένου φόρτου. Αυτό εκφράζεται με τη σχέση: Δi q m = lim ΔVin 0 ΔV out in vout = σταϑερα (1.20) Τώρα θα δούμε τον όρο "διαγωγιμότητα" για ένα κύκλωμα αντί για ένα στοιχείο. Για τον διαφορικό ενισχυτή που δείχνεται στο Σχήμα 1.8(α) : g m (διαφ.εν.) = I V CC I v CE = σταϑερα (1.21) 38

21 θα έχουμε αν V CE1 V CE2 οπότε η R cc είναι σαν να είναι βραχυκυκλωμένη, τότε I RC1 = I cc + I c2 και Ι RC2 = Ι c1 - Ι cc οπότε : Ι CC = (Ι C1 - Ι C2 )/2 (1.22) +Vcc RC1 RC2 RCC ic1 icc ic2 v1 Q1 Q2 v2 IE1 IE2 i0 -VEE (α) 1.2 Κλάσμα μέγιστης gm Τάση διαφορικής εισόδουvi σε μονάδες kt/q Σχήμα 1.8. Κύκλωμα για τον ορισμό της g m (α) και συμπεριφορά της g m ως προς την V I, (β). (β) 39

22 Έτσι, χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις (1.15) και (1.16), μπορούμε να βρούμε: I CC = a I 1 1 dc o - I I 2 1+e 1+e -V q/kt V q/kt (1.23) Από την εξίσωση (1.21) έπεται ότι : g m (διαφ.εν.) = q / kt ( adci o ) (1.24) VI q / kt VI q / kt (1 + e )(1 + e ) g m (διαφ.εν.) = q/kt (a I ) dc o 2[1+cosh(V q/kt)] I (1.25) Αυτή η συμπεριφορά δείχνεται στο Σχήμα 1.8(β). Η μέγιστη τιμή του g m (διαφ. εν.) μπορεί να βρεθεί παίρνοντας την πρώτη παράγωγο της εξ. (1.25) και θέτοντας αυτή ίση με μηδέν για να βρούμε την V I και έπειτα χρησιμοποιώντας αυτή την τιμή στην εξ. (1.25). Από την τελευταία εξίσωση, η μέγιστη τιμή της συνάρτησης υπάρχει για V I = 0 και δίνεται από την : g m (διαφ.εν.) = (a I ) dc o 4 q/kt (μέγιστη) (1.26) Κοιτάζοντας τώρα τη χαρακτηριστική καμπύλη του Σχήματος 1.8(β) μπορούμε να παρατηρήσουμε τα εξής: η συμπεριφορά της διαγωγιμότητας συναρτήσει της διαφορικής τάσης εισόδου είναι εντελώς μη-γραμμική. Αυτό συνεπάγεται ότι έστω και για μικρές μεταβολές της V I γύρω από το 0 ο διαφορικός ενισχυτής παρουσιάζει μη-σταθερή διαγωγιμότητα, άρα ενίσχυση που είναι συνάρτηση του πλάτους του σήματος εισόδου και συνεπώς παραμόρφωση. Το πρόβλημα αυτό ξεπερνιέται με τη χρήση εκπομπού παραλλαγής που στην ουσία είναι δύο αντιστάσεις R e1 και R e2 που προστίθενται εν σειρά στους δύο εκπομπούς των Q 1 και Q 2 πριν συνδεθούν στον κοινό κόμβο. 40

23 1.6. ΒΑΘΜΙΔΕΣ ΕΞΟΔΟΥ Η τελευταία βαθμίδα σε ένα γραμμικό IC αναφέρεται σαν βαθμίδα εξόδου. Αυτή η βαθμίδα τροφοδοτεί το εξωτερικό φορτίο, που μπορεί να είναι ένας άλλος τελεστικός ενισχυτής, ένα transistor, ένα παθητικό δίκτυο ή ένα στοιχείο μετατροπής ενέργειας, όπως ένα ακουστικό. Τα χαρακτηριστικά των βαθμίδων εξόδου ποικίλλουν, γιατί όλα τα γραμμικά IC δεν είναι σχεδιασμένα να έχουν τις ίδιες προδιαγραφές. Γενικά από τη βαθμίδα εξόδου αναμένουμε να μπορεί να λειτουργεί στις υψηλότερες στάθμες ισχύος, ρεύματος και τάσης στο IC. Όπως γνωρίζουμε, στα δίθυρα δίκτυα, όπως είναι ο τελεστικός ενισχυτής, είναι επιθυμητή μια χαμηλή σύνθετη αντίσταση εξόδου. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί, αν θεωρήσουμε εφαρμογές όπου απαιτείται να δοθεί σχετικά μεγάλη ισχύς σε μικρή αντίσταση φορτίου. Σ' αυτή την περίπτωση μία μεγάλη αντίσταση εξόδου θα είχε σαν συνέπεια να καταναλώνεται μεγαλύτερη ισχύς στην βαθμίδα εξόδου του ενισχυτή από ότι στο ίδιο το φορτίο. Για την μεταφορά μέγιστης ισχύος σε ένα μικρό ωμικό φορτίο, θα πρέπει η ισοδύναμη αντίσταση εξόδου της τελικής βαθμίδας να είναι σημαντικά μικρότερη από την αντίσταση του φορτίου και στην ιδανική περίπτωση, μηδενική. Ο σχεδιαστής της βαθμίδας εξόδου έχει να αντιμετωπίσει το πρόβλημα της επιτρεπτής κατανάλωσης ισχύος λόγω της υψηλής στάθμης του σήματος εξόδου. Πρέπει, κατά το σχεδιασμό, να αποφασίσουμε για τη χρήση ενισχυτή λειτουργίας της τάξης (Α) ή της τάξης (Β). Συχνά απαιτείται ο ακροδέκτης εξόδου να είναι σε σταθερή μηδενική τάση όταν δεν υπάρχει σήμα στην είσοδο, για να μη έχουμε άσκοπη κατανάλωση ισχύος. Η απλούστερη μορφή της βαθμίδας εξόδου είναι ένας απλός ακολουθητής εκπομπού που δείχνεται στο Σχήμα 1.9(α). Αυτό το κύκλωμα έχει μια υψηλή αυτοκατανάλωση ισχύος γιατί η μισή από την ολική παρεχόμενη ισχύ χάνεται στην αντίσταση R e. Το κύκλωμα του Σχήματος 1.9(β) έχει ακολουθητή εκπομπό Q 2 σαν βαθμίδα εξόδου του. Επιπροσθέτως, αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιεί ένα μικρό ποσό θετικής ανάδρασης. Το transistor Q 1 είναι ένας οδηγός ακολουθητή εκπομπού και το Q 3 λειτουργεί σαν μια πηγή σταθερού συνεχούς ρεύματος. Το ρεύμα σήματος του εκπομπού του Q 3, ρέοντας δια μέσου της R 4, προξενεί μια πτώση τάσης που μεταφέρεται στη βάση του Q 2, με τέτοια διεύθυνση ώστε να ενισχύει το σήμα εκεί. Αυτή η χρησιμοποίηση της θετικής ανάδρασης έχει το πλεονέκτημα της αύξησης του κέρδους του ζεύγους Q 1 - Q 2 από την κανονική τιμή που είναι μικρότερη της μονάδας στην τιμή 1,5 ή και περισσότερο. Για να επιτύχουμε όσο το δυνατόν πιο υψηλή δυνατότητα παροχής ισχύος, προσπαθούμε να αποφύγουμε την αντίσταση που ενυπάρχει στη σύνδεση ακολουθητή εκπομπού, γιατί η αντίσταση αυτή έχει σαν αποτέλεσμα την απώλεια ισχύος σήματος καθώς και κατανάλωση ισχύος στο 41

24 σημείο ηρεμίας. Στο κύκλωμα του Σχήματος 1.9(γ) το Q 2 και το Q 3 λειτουργούν σε τάξη (Α) και το Q 1 χρησιμεύει σαν αντιστροφέας φάσης. +VCC In R1 Q1 +VCC R1 +VCC Q2 In +VCC Q1 In Q1 Re Out VRef Q3 Q2 Out In Q1 Out Out Q2 -VEE R3 R2 D1 Q3 -VEE R4 -VEE -VEE (α) (β) (γ) (δ) Σχήμα 1.9. Βαθμίδες εξόδου: Απλός ακολουθητής εκπομπού (α), Ακολουθητής εκπομπού με θετική ανάδραση (β), Ωθελκτικό (push-pull) ζεύγος εξόδου τάξης (Α) (γ) και Ωθελκτικό ζεύγος εξόδου τάξης (Β) (δ). Ο αντιστροφέας φάσης δίνει ένα θετικό σήμα στο Q 2 τον ίδιο χρόνο που παρέχει ένα αρνητικό σήμα στο Q 3. Έτσι ένα φορτίο συνδεδεμένο μεταξύ της κοινής σύνδεσης των transistor εξόδου και της γείωσης τροφοδοτείται ταυτόχρονα από το Q 2 που ενεργεί σαν ένας ακολουθητής εκπομπού και το Q 3 που ενεργεί σαν μια βαθμίδα κοινού εκπομπού. Η δίοδος D 1 μπαίνει για σκοπούς σταθερής πόλωσης της επαφής ΒΕ του Q 3. Το ζεύγος npn-pnp, που δείχνεται στο Σχήμα 1.9(δ) λειτουργεί σε τάξη (Β). Ένα θετικό εισερχόμενο σήμα θέτει το Q 1 σε αγωγή (ON), αλλά το Q 2 παραμένει σε κατάσταση αποκοπής (OFF) για αυτή την ημιπερίοδο. Για την επόμενη ημιπερίοδο το Q 2 είναι σε κατάσταση αγωγής και το Q 1 σε κατάσταση αποκοπής. 42

25 1.7. Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ Ο όρος τελεστικός ενισχυτής (operational amplifier) εμφανίστηκε αρκετά χρόνια πριν και αρχικά σήμαινε έναν υψηλού κέρδους ενισχυτή ο οποίος με πρόσθεση αρνητικής ανάδρασης, θα μπορούσε να εκτελεί διάφορες μαθηματικές λειτουργίες σε κυκλώματα αναλογικών υπολογιστών που τότε χρησιμοποιούνταν σε ευρεία κλίμακα. Ο όρος παρέμεινε, έστω και αν δεν χρησιμοποιείται πλέον ευρέως για τέτοιους σκοπούς. Όμως με την εξέλιξη των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων οι εφαρμογές του παραμένουν ευρύτατες και προς το παρόν θεωρείται το βασικό δομικό στοιχείο σχεδιασμού κάθε γραμμικού και μη-γραμμικού κυκλώματος. Οι σχεδιαστές των τελεστικών ενισχυτών συνήθως λαμβάνουν υπόψη τους όλα τα πιθανά αίτια που μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα στη λειτουργία του (αρκετά από τα οποία προαναφέρθηκαν, όπως η επίδραση της θερμοκρασίας στα χαρακτηριστικά των στοιχείων του διαφορικού ενισχυτή) και να τα ελαχιστοποιήσουν σε ένα αποδεκτό επίπεδο. Ένας τελεστικός ενισχυτής λοιπόν, αποτελείται από τις επί μέρους βαθμίδες που περιγράφηκαν με αρκετή λεπτομέρεια και αναλύθηκαν στις προηγούμενες παραγράφους. Αυτές επιγραμματικά είναι ο διαφορικός ενισχυτής στην είσοδο σχεδιασμένος προσεκτικά ώστε να ελαχιστοποιείται η επίδραση της θερμοκρασίας, η πηγή σταθερού ρεύματος με πολύ υψηλή αντίσταση και χαμηλή πτώση τάσης πάνω σ'αυτήν και τέλος η βαθμίδα εξόδου. Οι τελεστικοί ενισχυτές συνήθως τροφοδοτούνται με συμμετρική τροφοδοσία ως προς την γείωση (+V cc και V ΕΕ ), αν και μπορούμε να τον συναντήσουμε σε διάφορες εφαρμογές και με μονοπολική τροφοδοσία (+V cc και 0V) και το κυκλωματικό τους σύμβολο μαζί με τμήμα από το εσωτερικό τους κύκλωμα δείχνεται στο Σχήμα Μπορούμε να διακρίνουμε το διαφορικό ενισχυτή την πηγή σταθερού ρεύματος και την βαθμίδα εξόδου. Η βαθμίδα εξόδου περιλαμβάνεται μέσα στο μικρό τρίγωνο, υπάρχουν όμως περιπτώσεις όπου απαιτείται υψηλή ενίσχυση (κέρδος απ ευθείας κλάδου) η οποία δεν μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση μιας μόνο βαθμίδας διαφορικού ενισχυτή και τότε μπορούν να συνδεθούν διαδοχικά περισσότερες της μιας βαθμίδας διαφορικών ενισχυτών πριν πάμε στη βαθμίδα εξόδου. Αυτός είναι ο λόγος ύπαρξης αυτού του συμβολισμού. Οι τελεστικοί ενισχυτές κατασκευάζονται πλέον όχι μόνο με διπολικά transistors αλλά επίσης με transistors FET καθώς και transistors MOS με πάρα πολύ καλά χαρακτηριστικά (π.χ. πάρα πολύ υψηλή αντίσταση εισόδου της τάξης των Ω, υψηλή συχνότητα αποκοπής κ.λ.π.). Είναι φανερό ότι τελεστικοί ενισχυτές με τέτοια βελτιωμένα χαρακτηριστικά προσεγγίζουν περισσότερο στη συμπεριφορά του ιδανικού τελεστικού ενισχυτή. 43

26 +Vcc Είσοδος 1 (-) Βαθμίδα εξόδου και πιθανόν και άλλες βαθμίδες διαφορικού ενισχυτή RC1 RC2 Q1 Q2 Έξοδος R4 Q3 Είσοδος 2 (+) D1 D2 R3 -VEE Σχήμα Δομή του τελεστικού ενισχυτή μέσα στο κυκλωματικό του σύμβολο. Ο ιδανικός λοιπόν τελεστικός ενισχυτής με βάση όλα τα προηγούμενα μπορούμε να πούμε ότι ένας ενισχυτής που έχει τις εξής ιδιότητες : - Κέρδος τάσης ανοικτού βρόχου, Α - Εύρος ζώνης (περιοχή συχνοτήτων σήματος που ενισχύονται εντός της ζώνης των 0-3db), Β - Τάση εξόδου v o = 0, όταν v 1 = v 2 - Σύνθετη αντίσταση εισόδου - Σύνθετη αντίσταση εξόδου = 0 Αυτές οι ιδιότητες δεν επιτυγχάνονται ακριβώς στους πραγματικούς τελεστικούς ενισχυτές αλλά κατά την ανάλυσή τους μπορούμε να θεωρήσουμε ότι ορισμένες από αυτές ισχύουν, ιδίως όταν θεωρούμε τον τελεστικό ενισχυτή με ανάδραση. Το συνηθισμένο κυκλωματικό σύμβολο του τελεστικού ενισχυτή δείχνεται στο Σχήμα 1.11(α) ενώ ένα εναλλακτικό ισοδύναμο σύμβολο που βοηθάει στην κατανόηση των ιδιοτήτων του 44

27 τελεστικού ενισχυτή στο Σχήμα 1.11(β). Το κυκλωματικό σύμβολο του Σχήματος 1.11(α) αποτελείται από δύο ακροδέκτες εισόδου και έναν ακροδέκτη εξόδου. Η είσοδος η οποία σημειώνεται με αρνητικό πρόσημο καλείται αναστρέφουσα είσοδος και είναι εκείνος ο ακροδέκτης για τον οποίο η έξοδος θα έχει αντίθετη πολικότητα από το σήμα εισόδου (μετατόπιση φάσης 180 ). Από την άλλη πλευρά η είσοδος που σημειώνεται με θετικό πρόσημο είναι η μη-αναστρέφουσα είσοδος για την οποία η έξοδος έχει την ίδια πολικότητα όπως το εφαρμοζόμενο σήμα εισόδου (μετατόπιση φάσης 0 ). Σημειώστε ότι το Α αναφέρεται στην ενίσχυση διαφορικού-ρυθμού A d που αναφέρθηκε προηγουμένως στην ανάλυση του διαφορικού ενισχυτή. V1 (-) V1 V Vcc A (+) V2 -VEE V0 = -A(V1 -V2) + - V0 = -A(V1 -V2) (α) (β) Σχήμα Τυποποιημένο κυκλωματικό σύμβολο τελεστικού ενισχυτή (α) και εναλλακτικό ισοδύναμο σύμβολο (β) ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο ιδανικός τελεστικός ενισχυτής έχει εύρος ζώνης που τείνει στο άπειρο. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι αν δίνουμε προς ενίσχυση π.χ. ένα ημιτονοειδές σήμα σταθερού πλάτους και μεταβαλλόμενης συχνότητας το σήμα αυτό θα πρέπει να εμφανίζεται ενισχυμένο κατά Α φορές στην έξοδο και αυτή η ενίσχυση να παραμένει σταθερή, ασχέτως της συχνότητας του σήματος. Αυτή η ιδανική κατάσταση δεν συμβαίνει ποτέ σε έναν πραγματικό τελεστικό ενισχυτή, αλλά αντίθετα παρατηρούμε μια εξασθένηση του πλάτους του σήματος εξόδου και μια μετατόπιση της φάσης του, όταν η συχνότητα του σήματος μας ξεπεράσει κάποιο όριο, παρόλο που το πλάτος του σήματος εισόδου παραμένει σταθερό. Αυτή η συμπεριφορά του τελεστικού ενισχυτή προσομοιάζει με την συμπεριφορά χαμηλοπερατού φίλτρου. 45

28 Θα δούμε στη συνέχεια και θα επεξηγήσουμε ορισμένες έννοιες που συναντώνται στη βιβλιογραφία και περιγράφουν κάποια χαρακτηριστικά των τελεστικών ενισχυτών. Ένα από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά ενός τελεστικού ενισχυτή είναι το εύρος ζώνης (bandwidth). Αυτό ορίζεται συνήθως με δύο τρόπους : α) Σαν συχνότητα αποκοπής μοναδιαίου κέρδους: είναι προφανώς η συχνότητα του σήματος εισόδου στην οποία το κέρδος τάσης Α γίνεται μονάδα (0db). Αυτή η συχνότητα συμβολίζεται με f u και ποικίλλει συνήθως από 1MHz έως αρκετά MHz με πιο συνηθισμένες τιμές τα 1 έως 5MHz. Θα πρέπει να τονιστεί και πάλι εδώ ότι ο τελεστικός ενισχυτής σαν σύνολο παρουσιάζει μια συμπεριφορά χαμηλοπερατού φίλτρου. Η συμπεριφορά του κέρδους τάσης συναρτήσει της συχνότητας ενός τυπικού τελεστικού ενισχυτή δείχνεται στο Σχήμα Όπως μπορούμε να παρατηρήσουμε σ' αυτό, το κέρδος τάσης ανοικτού βρόχου παραμένει περίπου σταθερό μέχρις ενός ορίου όσο αυξάνει η συχνότητα του σήματος εισόδου (άρα και της εξόδου αντίστοιχα). Το κέρδος τάσης αρχίζει στη συνέχεια να μειώνεται έως ότου το σήμα εξόδου εξασθενίσει εντελώς και μηδενιστεί το πλάτος του. Αυτό σημαίνει ότι αφού το πλάτος του σήματος εξόδου εξασθενεί συνεχώς κάποτε θα γίνει ίσο με το πλάτος του σήματος εισόδου. Η συχνότητα στην οποία συμβαίνει αυτό ονομάζεται συχνότητα αποκοπής μοναδιαίου κέρδους. Σε db / Απόλυτο Avo Κέρδος Τάσης Avco Av Συχνότητα [Hz] (α) 46

29 Φάση Συχνότητα [Hz] (β) Σχήμα Κέρδος (α) και μετατόπιση φάσης (β) ενός τυπικού τελεστικού ενισχυτή συναρτήσει της συχνότητας. β) Εύρος ζώνης πλήρους ισχύος. Αυτό το εύρος ζώνης είναι συνήθως 10 έως 100 φορές μικρότερο από την συχνότητα f u. Ορίζεται σαν τη μέγιστη συχνότητα στην οποία ένα πλήρους-εύρους μη-παραμορφωμένο ημιτονοειδές σήμα μπορεί να παρατηρηθεί στην έξοδο ενός τελεστικού ενισχυτή. Εάν ένας τελεστικός ενισχυτής τροφοδοτείται με ±15V ένα πλήρους εύρους ημιτονοειδές σήμα εξόδου θεωρείται ένα σήμα που έχει προσεγγιστικά πλάτος ±10V. Οι μονολιθικοί τελεστικοί ενισχυτές του εμπορίου δεν έχουν συνήθως εύρος ζώνης πλήρους ισχύος περισσότερο από 2MHz. Πρόσφατα κατασκευάστηκαν τελεστικοί σε ολοκληρωμένη μορφή των οποίων το εύρος ζώνης φθάνει σε αρκετά ΜHz, ενώ τελεστικοί που κατασκευάζονται με διακριτά στοιχεία μπορούν να φθάσουν ακόμη και σε GHz. γ) Ρυθμός ανόδου (Slew rate). Όταν στην είσοδο ενός υπεροδηγούμενου (πλήρες εύρος σήματος εισόδου) τελεστικού ενισχυτή δώσουμε ημιτονοειδές σήμα του οποίου αυξάνουμε συνεχώς την συχνότητα, από κάποια συχνότητα και πάνω θα παρατηρήσουμε ότι η έξοδος εμφανίζεται με τη μορφή τριγωνικής κυματομορφής. Αυτό σημαίνει ότι ο ενισχυτής έχει φθάσει στα όρια του όσον αφορά την ταχύτητα με την οποία μπορεί να μεταβληθεί η τάση εξόδου του. Η κλίση αυτής της τριγωνικής κυματομορφής είναι ο ρυθμός ανόδου, και εκφράζεται σε Volts/μsec. Τυπικές τέτοιες τιμές είναι γύρω στα 500V/μsec. 47

30 δ) Αντίσταση εισόδου. Η παράμετρος αυτή ορίζεται είτε σαν διαφορική αντίσταση εισόδου R id (μεταξύ των δύο ακροδεκτών εισόδου) είτε σαν αντίσταση εισόδου κοινού-ρυθμού (Common Mode Input Resistance) R ic (από τον καθένα από τους ακροδέκτες εισόδου ως τον ακροδέκτη αρνητικής τροφοδοσίας). Στους μονολιθικούς τελεστικούς ενισχυτές με διπολικά transistors η R id ποικίλλει από μερικές εκατοντάδες ΚΩ μέχρι αρκετά ΜΩ. Η R ic δεν πολυχρησιμοποιείται αλλά συνήθως κυμαίνεται περί τα 10 8 Ω ή και περισσότερο. Μονολιθικοί τελεστικοί ενισχυτές που κατασκευάζονται με transistors FET παρουσιάζουν αντίσταση R id της τάξης του Ω και πάνω. Αυτό μας δίνει το δικαίωμα να θεωρούμε την αντίσταση εισόδου των πραγματικών τελεστικών ενισχυτών ουσιαστικά άπειρη. ε) Ρεύμα πόλωσης εισόδου. Το ρεύμα πόλωσης εισόδου είναι η μέση τιμή των ρευμάτων βάσης : I +I B1 I in(bias) = 2 B2 (1.27) στ) Παραμένον ρεύμα εισόδου. Στο Σχήμα 1.13, τα ρεύματα βάσης ρέουν προς την αρνητική τροφοδοσία δια μέσου των αντιστάσεων βάσης. Παραμένον ρεύμα εισόδου (Ιnput offset current) ορίζεται η διαφορά των ρευμάτων βάσης, δηλαδή: I in(off) = I B1 - I B2 (1.28) Το ρεύμα αυτό εκφράζει τον βαθμό ομοιότητας των δύο transistor. Αν τα transistor είναι απολύτως όμοια, τότε το παραμένον ρεύμα εισόδου είναι μηδέν. Για παράδειγμα, αν υποθέσουμε ότι: Ι B1 = 90μΑ και Ι B2 = 70μΑ. Τότε το παραμένον ρεύμα εισόδου θα είναι: Ι in(off) = 90 μα - 70 μα = 20 μα ζ) Παραμένουσα τάση εξόδου. Στο Σχήμα 1.13 θεωρούμε και τις δύο βάσεις γειωμένες. Αν τα transistors είναι εντελώς όμοια, η DC ταση εξόδου είναι : V 0 = V cc - I c R c (1.29) όπου το ρεύμα Ι c είναι περίπου ίσο με : I C V -V 2R EE BE I = (1.30) E2 E 48

31 όπου R E : η ισοδύναμη αντίσταση, που αντικαθιστά η πηγή ρεύματος, μεταξύ των δύο εκπομπών και της αρνητικής τροφοδοσίας. Κάθε παρέκκλιση από αυτήν την τιμή ηρεμίας λέγεται παραμένουσα τάση εξόδου (Output offset voltage). Αν τα transistors δεν είναι όμοια, τα DC ρεύματα εκπομπών δεν είναι ίσα και εμφανίζεται μια παραμένουσα τάση εξόδου. η) Παραμένουσα τάση εισόδου (Input offset voltage) ορίζεται η τάση εισόδου, που απαιτείται για να μηδενιστεί η παραμένουσα τάση εξόδου. Για παράδειγμα, αν σε κάποιο τεχνικό εγχειρίδιο αναφέρεται μια μέγιστη παραμένουσα τάση εισόδου ίση με 5mV, αυτό σημαίνει ότι πρέπει στη χειρότερη περίπτωση, να εφαρμόσουμε μέχρι και 5mV σε μια από τις εισόδους, ώστε να μηδενιστεί η παραμένουσα τάση εξόδου. Γενικά, όσο μικρότερη είναι η παραμένουσα τάση εισόδου, τόσο καλύτερος είναι ο διαφορικός ενισχυτής, επειδή τα δύο transistors του μοιάζουν περισσότερο μεταξύ τους. +Vcc RC ic v0 Q1 Q2 RB IE1 IE2 RB i0 -VEE Σχήμα Διαφορικός ενισχυτής για τον ορισμό του παραμένοντος ρεύματος και της παραμένουσας τάσης εισόδου. θ) Κορεσμός του σήματος εξόδου. Για μια μεγάλη ενίσχυση ενός, έστω και μικρού, σήματος εισόδου ο τελεστικός ενισχυτής μπορεί να εισέλθει στη περιοχή του λεγόμενου κορεσμού. Μια σαφής εικόνα της μη-γραμμικής αυτής συμπεριφοράς ενός τελεστικού δείχνεται στην τυπική συνάρτηση μεταφοράς τάσης εισόδου-εξόδου του Σχήματος Οι μέγιστες τάσεις συμμετρικής τροφοδοσίας των τελεστικών ενισχυτών συνήθως είναι τα 49

32 ±15V. Επειδή ο τελεστικός ενισχυτής, όπως περιγράφηκε έως τώρα, στην εσωτερική του δομή δεν περιέχει τέτοιου είδους στοιχεία που θα μπορούσαν να προκαλέσουν ανύψωση της τάσης τροφοδοσίας του (π.χ. πηνία, μετασχηματιστές, πυκνωτές κ.λ.π.), η τάση εξόδου του σε καμία περίπτωση δεν θα μπορούσε να είναι μεγαλύτερη από την τάση τροφοδοσίας του. Αυτό θα πρέπει να προσεχθεί ιδιαίτερα διότι οι μέγιστες τάσεις εξόδου των τελεστικών συνήθως είναι λίγο μικρότερες από τις τροφοδοσίες δηλ. για την περίπτωσή μας περίπου ±13.5V. Αυτά τα όρια σε καμία περίπτωση δεν μπορούν να ξεπεραστούν, έστω και αν από τη θεωρητική σχέση τάσης εισόδου-ενίσχυσης (σχέση 1.5) προκύπτει μεγαλύτερη τιμή τάσης εξόδου. Ο τελεστικός ενισχυτής του Σχήματος 1.14 λοιπόν, είναι γραμμικός μόνο στην περιοχή τάσεων εξόδου V out = ±10V. Από τα ±10V έως τα ±13.5V παρουσιάζει μη-γραμμική λειτουργία ενώ αν πρέπει να βγάλει στην έξοδο τάσεις πέραν αυτών των ορίων τότε λέμε ότι ο ενισχυτής μπήκε σε κορεσμό και η τάση εξόδου παραμένει σταθερή ή στα +13.5V ή στα -13.5V ασχέτως αν η θεωρητικά προκύπτουσα τιμής της τάσης εξόδου είναι μεγαλύτερη. Το ανοικτού-βρόχου κέρδος τάσης A vo σ' αυτή τη γραμμική περιοχή μπορεί να υπολογιστεί από τη συνάρτηση μεταφοράς. Εάν π.χ. για έξοδο +10V απαιτείται τάση εισόδου mv το κέρδος είναι : Τάση εξόδου [V] V0 +Vcc Τάση εισόδου [mv] -10 -VEE Σχήμα Τυπική συνάρτηση μεταφοράς τάσης εισόδου-εξόδου για τελεστικό ενισχυτή. A vo = Δ Δ Vout Vin 10V = V =

33 Ενίσχυση σημάτων με πλάτος εξόδου πάνω από τα ±10V προκαλεί κορεσμό του ενισχυτή, παραμόρφωση της κυματομορφής εισόδου στην έξοδο και ψαλιδισμό της ΠΡΑΚΤΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΛΕΣΤΙΚΩΝ ΕΝΙΣΧΥΤΩΝ 'Ένας από τους πλέον χρησιμοποιούμενους σε βιομηχανικές εφαρμογές τελεστικός ενισχυτής είναι ο τύπος 741. Παρόλο που ο τελεστικός αυτός ενισχυτής σχεδιάστηκε πριν από πάρα πολλά χρόνια και που σήμερα διατίθενται στο εμπόριο εκατοντάδες είδη τελεστικών ενισχυτών, πολλοί από τους οποίους έχουν σημαντικά βελτιωμένα χαρακτηριστικά σε σχέση με τον 741, εντούτοις η ευρεία εξάπλωσή του και η χρήση του σε πάρα πολλές - κυρίως βιομηχανικές εφαρμογές - μας δίνει το δικαίωμα να τον περιγράψουμε σαν ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα και να δούμε την εσωτερική του δομή. Ο 741 εμφανίζεται σε διάφορους τύπους, όπως 741, 741Α, 741C, 741Ε, 741Ν και άλλους. Οι τύποι αυτοί διαφέρουν στο κέρδος τάσης, στην θερμοκρασιακή περιοχή λειτουργίας, στο επίπεδο θορύβου και σε άλλα χαρακτηριστικά. Ο τύπος 741C (το C δηλώνει τον κοινό τύπο του εμπορίου) είναι ο φθηνότερος και ο ευρύτερα διαδεδομένος. Τα τυπικά του χαρακτηριστικά είναι: σύνθετη αντίσταση εισόδου 2ΜΩ, κέρδος τάσης και σύνθετη αντίσταση εξόδου 75Ω. Στο Σχήμα 1.15 δίνεται ένα απλοποιημένο κυκλωματικό διάγραμμα του 741. Το κύκλωμα αυτό είναι ισοδύναμο με τον 741 και με πολλούς άλλους τελεστικούς ενισχυτές νεώτερων γενεών. Η βαθμίδα εισόδου είναι ένας διαφορικός ενισχυτής με transistor p-n-p (Q 1 και Q 2 ). Για να έχει ο συντελεστής CMRR μεγάλη τιμή, το ρεύμα ουράς του διαφορικού ενισχυτή παρέχεται από ένα καθρέφτη ρευμάτων (D 13 και Q 14 ). Ακόμη, για να είναι όσο γίνεται μεγαλύτερο το κέρδος τάσης του διαφορικού ενισχυτή, χρησιμοποιείται ένας καθρέφτης ρευμάτων ως φορτίο (D 3 και Q 4 ). Η έξοδος του διαφορικού ενισχυτή (συλλέκτης του Q 2 ) οδηγεί έναν ακόλουθο εκπομπού (Q 5 ). Αυτή η βαθμίδα μετατοπίζει τη στάθμη τάσης, ώστε να μη φθάνει σε κορεσμό ο διαφορικός ενισχυτής. Το σήμα εξόδου του Q 5 οδηγεί το Q 6, που είναι η οδηγός βαθμίδα της μονάδας εξόδου τάξης (Β). O συλλέκτης του Q 5 συνδέεται με την θετική πηγή τροφοδοσίας V cc. Η τελική βαθμίδα είναι ένας ενισχυτής push-pull τάξης (Β) με ακόλουθο εκπομπού (Q 9 και Q 10 ). Επειδή χρησιμοποιείται διπλή πηγή τροφοδοσίας (split supply) με ίσες θετική και αρνητική τάση (συμμετρική τάση τροφοδοσίας), η τάση ηρεμίας εξόδου, όταν οι τάσεις εισόδου είναι ίδιες, είναι μηδέν. Κάθε παρέκκλιση από το μηδέν λέγεται παραμένουσα τάση εξόδου. Τα Q 11 και D 12 αποτελούν το φορτίο καθρέφτη ρευμάτων της οδηγού βαθμίδας τάξης (Β). 51

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Διαφορικός ενισχυτής

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Διαφορικός ενισχυτής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Διαφορικός ενισχυτής Ο διαφορικός ενισχυτής (differential amplifier) είναι από τα πλέον διαδεδομένα και χρήσιμα κυκλώματα στις ενισχυτικές διατάξεις. Είναι βασικό δομικό στοιχείο του τελεστικού

Διαβάστε περισσότερα

Διαφορικοί Ενισχυτές

Διαφορικοί Ενισχυτές Διαφορικοί Ενισχυτές Γενικά: Ο Διαφορικός ενισχυτής (ΔΕ) είναι το βασικό δομικό στοιχείο ενός τελεστικού ενισχυτή. Η λειτουργία ενός ΔΕ είναι η ενίσχυση της διαφοράς μεταξύ δύο σημάτων εισόδου. Τα αρχικά

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 1η. Σημειώσεις μαθήματος: E mail:

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 1η. Σημειώσεις μαθήματος: E mail: Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio127/ E mail: pasv@teiath.gr 2 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

Διαβάστε περισσότερα

Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ.1) με τα εξής χαρακτηριστικά: R 2.3 k,

Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ.1) με τα εξής χαρακτηριστικά: R 2.3 k, Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ) με τα εξής χαρακτηριστικά: 3 k, 50, k, S k και V 5 α) Nα υπολογιστούν οι τιμές των αντιστάσεων β) Να επιλεγούν οι χωρητικότητες C, CC έτσι ώστε ο ενισχυτής

Διαβάστε περισσότερα

1. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

1. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ 1. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Ο τελεστικός ενισχυτής αποτελεί την βασική δομική μονάδα των περισσοτέρων αναλογικών κυκλωμάτων. Στην ενότητα αυτή θα μελετήσουμε τις ιδιότητες του τελεστικού ενισχυτή, μερικά βασικά

Διαβάστε περισσότερα

Τελεστικοί Ενισχυτές

Τελεστικοί Ενισχυτές Τελεστικοί Ενισχυτές Ενισχυτές-Γενικά: Οι ενισχυτές είναι δίθυρα δίκτυα στα οποία η τάση ή το ρεύμα εξόδου είναι ευθέως ανάλογη της τάσεως ή του ρεύματος εισόδου. Υπάρχουν τέσσερα διαφορετικά είδη ενισχυτών:

Διαβάστε περισσότερα

Τελεστικοί Ενισχυτές. Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

Τελεστικοί Ενισχυτές. Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής Τελεστικοί Ενισχυτές Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής Ο ιδανικός τελεστικός ενισχυτής Είσοδος αντιστροφής Ισοδύναμα Είσοδος μη αντιστροφής A( ) A d 2 1 2 1

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Εισαγωγή Ιστορικά στοιχεία Οι πρώτοι τελεστικοί ενισχυτές χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για την εκτέλεση μαθηματικών πράξεων, δηλαδή πρόσθεση, αφαίρεση, ολοκλήρωση και διαφόριση.

Διαβάστε περισσότερα

Ενισχυτές Μετρήσεων. 3.1 Ο διαφορικός Ενισχυτής

Ενισχυτές Μετρήσεων. 3.1 Ο διαφορικός Ενισχυτής 3 Ενισχυτές Μετρήσεων 3.1 Ο διαφορικός Ενισχυτής Πολλές φορές ένας ενισχυτής σχεδιάζεται ώστε να αποκρίνεται στη διαφορά µεταξύ δύο σηµάτων εισόδου. Ένας τέτοιος ενισχυτής ονοµάζεται ενισχυτής διαφοράς

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι (ΕΡ) Άσκηση 5 Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης Στόχος Ο στόχος της εργαστηριακής άσκησης είναι η μελέτη των

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Τελεστικός ενισχυτής

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Τελεστικός ενισχυτής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Τελεστικός ενισχυτής Ο τελεστικός ενισχυτής, TE (operational ampliier, op-amp) είναι ένα από τα πιο χρήσιμα αναλογικά κυκλώματα. Κατασκευάζεται ως ολοκληρωμένο κύκλωμα (integrated circuit) και

Διαβάστε περισσότερα

«Ενισχυτές με διπολικό transistor»

«Ενισχυτές με διπολικό transistor» ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Ενισχυτές με διπολικό transistor» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤΗΜΜΥ Δομή Πόλωση Αρχές ενίσχυσης Μοντέλα και υλοποιήσεις μικρού σήματος για BJT ΤΗΜΜΥ 2 Σκοπός αυτής

Διαβάστε περισσότερα

Πόλωση των Τρανζίστορ

Πόλωση των Τρανζίστορ Πόλωση των Τρανζίστορ Πόλωση λέμε την κατάλληλη συνεχή τάση που πρέπει να εφαρμόσουμε στο κύκλωμα που περιλαμβάνει κάποιο ηλεκτρονικό στοιχείο (π.χ τρανζίστορ), έτσι ώστε να εξασφαλίσουμε την ομαλή λειτουργία

Διαβάστε περισσότερα

Ι. Ν. ΛΥΓΟΥΡΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ Δ. Π. Θ

Ι. Ν. ΛΥΓΟΥΡΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ Δ. Π. Θ Ι. Ν. ΛΥΓΟΥΡΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ Δ. Π. Θ Έκδοση 4 η 4 Στη Χαρά τον Νίκο και τον Λευτέρη 5 6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ 1.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 19 1.2. Ο

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες):

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες): ΘΕΜΑ 1 ο ( μονάδες): Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται: V 10V, V BE 0.7 V, Β 200 kω, 1 kω, 1 kω, β 100. (α) Να προσδιορίσετε το σημείο λειτουργίας Q (V E, I ) του τρανζίστορ. (1 μονάδα) (β)

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Σχ.6.1. Απλή συνδεσµολογία καθρέπτη ρεύµατος.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Σχ.6.1. Απλή συνδεσµολογία καθρέπτη ρεύµατος. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 6.1 ΚΑΘΡΕΠΤΕΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Σε ένα καθρέπτη ρεύµατος, το ρεύµα του κλάδου της εξόδου είναι πάντα ίσο µε το ρεύµα του κλάδου της εισόδου, αποτελεί δηλαδή το είδωλο του. Μία τέτοια διάταξη δείχνει

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας ΔΙΟΔΟΣ Οι περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές όπως οι τηλεοράσεις, τα στερεοφωνικά συγκροτήματα και οι υπολογιστές χρειάζονται τάση dc για να λειτουργήσουν σωστά.

Διαβάστε περισσότερα

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ;

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ; ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ; Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Κινητά τηλέφωνα Τηλεπικοινωνίες Δίκτυα Ο κόσμος της Ηλεκτρονικής Ιατρική Ενέργεια Βιομηχανία Διασκέδαση ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Τι περιέχουν οι ηλεκτρονικές

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΔΙΟΔΟΣ (Μάθημα 4 ο 5 ο 6 ο 7 ο ) 1/12 4 o εργαστήριο Ιδανική δίοδος n Συμβολισμός της διόδου n 2/12 4 o εργαστήριο Στατική χαρακτηριστική διόδου Άνοδος (+) Κάθοδος () Αν στην ιδανική

Διαβάστε περισσότερα

Πείραμα. Ο Διαφορικός Ενισχυτής. Εξοπλισμός. Διαδικασία

Πείραμα. Ο Διαφορικός Ενισχυτής. Εξοπλισμός. Διαδικασία Ο Διαφορικός Ενισχυτής Ο διαφορικός ενισχυτής είναι η βαθμίδα εισόδου άμεσης σύζευξης ενός τυπικού τελεστικού ενισχυτή. Η πιο κοινή μορφή ενός διαφορικού ενισχυτή είναι ένα κύκλωμα με είσοδο δύο άκρων

Διαβάστε περισσότερα

Εξαρτημένες Πηγές και Τελεστικός Ενισχυτής

Εξαρτημένες Πηγές και Τελεστικός Ενισχυτής Ανάλυση Κυκλωμάτων Εξαρτημένες Πηγές και Τελεστικός Ενισχυτής Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr Εισαγωγή Οι εξαρτημένες πηγές είναι πολύ ενδιαφέροντα ηλεκτρικά στοιχεία, αφού αποτελούν αναπόσπαστα στοιχεία

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Ο τελεστικός ενισχυτής είναι ένα προκατασκευασμένο κύκλωμα μικρών διαστάσεων που συμπεριφέρεται ως ενισχυτής τάσης, και έχει πολύ μεγάλο κέρδος, πολλές φορές της τάξης του 10 4 και 10 6. Ο τελεστικός

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική. «Βαθμίδες Εξόδου» Φώτης Πλέσσας UTH ΤHMMY

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική. «Βαθμίδες Εξόδου» Φώτης Πλέσσας UTH ΤHMMY ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Βαθμίδες Εξόδου» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤHMMY Σκοπός διάλεξης Γιατί χρησιμοποιούμε στάδια εξόδου Ακόλουθος εκπομπού Παρουσίαση των βασικών προδιαγραφών του Ψαλιδισμός

Διαβάστε περισσότερα

3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική

3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική 1 3. Κυκλώματα διόδων 3.1 Η δίοδος στο κύκλωμα. Στατική και δυναμική χαρακτηριστική Στην πράξη η δίοδος προσεγγίζεται με τμηματική γραμμικοποίηση, όπως στο σχήμα 3-1, όπου η δυναμική αντίσταση της διόδου

Διαβάστε περισσότερα

K14 Αναλογικά Ηλεκτρονικά 9: Διαφορικός Ενισχυτής Τελεστικός Ενισχυτής

K14 Αναλογικά Ηλεκτρονικά 9: Διαφορικός Ενισχυτής Τελεστικός Ενισχυτής K14 Αναλογικά Ηλεκτρονικά 9: Διαφορικός Ενισχυτής Τελεστικός Ενισχυτής Γιάννης Λιαπέρδος TEI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Γενικά Περιεχόμενα 1 Γενικά 2 Διαφορικός

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ Διπολικά τρανζίστορ Το διπολικό τρανζίστορ (bipolar ή BJT) είναι ένας κρύσταλλος τριών στρωμάτων με διαφορετικό επίπεδο εμπλουτισμού: τον εκπομπό Ε, τη βάση

Διαβάστε περισσότερα

και συνδέει τον αριθμό των σπειρών του πρωτεύοντος και του

και συνδέει τον αριθμό των σπειρών του πρωτεύοντος και του Μετασχηματιστής με μεσαία λήψη Ένας μετασχηματιστής αποτελείται από δύο πηνία που έχουν τυλιχτεί επάνω στον ίδιο πυρήνα. Στο ένα πηνίο εφαρμόζεται μία εναλλασσόμενη τάση. Η τάση αυτή, δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ Σκοπός : 1. Γνωριμία με το τρανζίστορ. Μελέτη πόλωσης του τρανζίστορ και ευθεία φορτίου. 2. Μελέτη τρανζίστορ σε λειτουργία

Διαβάστε περισσότερα

5 η ενότητα ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

5 η ενότητα ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ρ. Λάμπρος Μπισδούνης Καθηγητής 5 η ενότητα ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ T.E.I. ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. 1 Περιεχόμενα 5 ης ενότητας Στην πέμπτη ενότητα θα μελετήσουμε την ανατροφοδότηση

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 11. Κυκλώματα Χρονισμού

Κεφάλαιο 11. Κυκλώματα Χρονισμού Κεφάλαιο 11. Κυκλώματα Χρονισμού Σύνοψη Στο κεφάλαιο αυτό αναλύεται η λειτουργία των κυκλωμάτων χρονισμού. Τα κυκλώματα αυτά παρουσιάζουν πολύ μεγάλο πρακτικό ενδιαφέρον και απαιτείται να λειτουργούν με

Διαβάστε περισσότερα

Ταλαντωτές. Ηλεκτρονική Γ Τάξη Β εξάμηνο Μάρτιος 2011 Επ. Καθ. Ε. Καραγιάννη

Ταλαντωτές. Ηλεκτρονική Γ Τάξη Β εξάμηνο Μάρτιος 2011 Επ. Καθ. Ε. Καραγιάννη Ταλαντωτές Ηλεκτρονική Γ Τάξη Β εξάμηνο Μάρτιος Επ. Καθ. Ε. Καραγιάννη Ταλαντωτές ΑΝΑΔΡΑΣΗ Στοιχεία Ταλάντωσης Ενισχυτής OUT Ταλαντωτής είναι ένα κύκλωμα που παράγει ηλεκτρικό σήμα σταθερής συχνότητας

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 4α. Σημειώσεις μαθήματος: E mail:

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 4α. Σημειώσεις μαθήματος: E mail: Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio27/ E mail: pasv@teiath.gr 2 Κυκλώματα

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου) ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου) 1 FET Δομή και λειτουργία Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ενός

Διαβάστε περισσότερα

6. Τελεστικοί ενισχυτές

6. Τελεστικοί ενισχυτές 6. Τελεστικοί ενισχυτές 6. Εισαγωγή Ο τελεστικός ενισχυτής (OP AMP) είναι ένας ενισχυτής με μεγάλη απολαβή στον οποίο προσαρτάται ανάδραση, ώστε να ελέγχεται η λειτουργία του. Χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικού & Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ 1.1 Τελεστικοί ενισχυτές 1.1.1 Εισαγωγή: Αντικείµενο της εργαστηριακής

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio127/ https://eclass.teiath.gr/courses/tio101/

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής 1. Ένα τρανζίστορ διπλής επαφής είναι πολωµένο σωστά όταν: α. Η βάση είναι σε υψηλότερο δυναµικό από τον εκποµπό και σε χαµηλότερο από το συλλέκτη β. Η βάση είναι σε χαµηλότερο

Διαβάστε περισσότερα

4 η ενότητα ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΟΛΛΩΝ ΒΑΘΜΙΔΩΝ

4 η ενότητα ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΟΛΛΩΝ ΒΑΘΜΙΔΩΝ ρ. Λάμπρος Μπισδούνης Καθηγητής 4 η ενότητα ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΟΛΛΩΝ ΒΑΘΜΙΔΩΝ T..I. ΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑ ΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. Περιεχόμενα 4 ης ενότητας Στην τέταρτη ενότητα θα μελετήσουμε τους ενισχυτές

Διαβάστε περισσότερα

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ΕΤΥ-482) 1 ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ A. Πίνακες αληθείας λογικών πυλών. Στη θετική λογική το λογικό 0 παριστάνεται µε ένα χαµηλό δυναµικό, V L, ενώ το λογικό 1

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο Ένα: ιπολικά Transistor

Κεφάλαιο Ένα: ιπολικά Transistor Κεφάλαιο Ένα: 1.1 Εισαγωγή Το 1951 ο William Schockley εφεύρε το πρώτο transistor επαφής, µια ηµιαγωγική διάταξη η οποία µπορεί να ενισχύσει ηλεκτρονικά σήµατα, όπως ραδιοφωνικά και τηλεοπτικά σήµατα.

Διαβάστε περισσότερα

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Πόλωση BJT

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Πόλωση BJT Ενισχυτικές Διατάξεις 1 Πόλωση BJT Η πόλωση τρανζίστορ όπως την έχετε γνωρίσει, υποφέρει από δύο βασικά μειονεκτήματα: Υπερβολική χρήση πηγών dc. Το γεγονός αυτό είναι ιδιαίτερα έντονο σε κυκλώματα πολυβάθμιων

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1-3 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε FET s 8

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1-3 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε FET s 8 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ 1 1-1 Κέρδος Τάσης του ιαφορικού Ενισχυτή µε BJT s 1 και ιπλή Έξοδο Ανάλυση µε το Υβριδικό Ισοδύναµο του Τρανζίστορ 2 Ανάλυση µε βάση τις Ενισχύσεις των Βαθµίδων CE- 4

Διαβάστε περισσότερα

Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1

Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1 Ειδικά Θέματα Ηλεκτρονικών 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3...2 ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΕΝΙΣΧΥΤΩΝ...2 3.1 Απόκριση συχνότητας ενισχυτών...2 3.1.1 Παραμόρφωση στους ενισχυτές...5 3.1.2 Πιστότητα των ενισχυτών...6 3.1.3

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ 5 ο ΕΞΑΜΗΝΟ ΗΜΜΥ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ 1 Ι. ΠΑΠΑΝΑΝΟΣ ΑΠΡΙΛΙΟΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΘΕΩΡΙΑ Περιεχόμενα 1ο Μέρος ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1...9 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΜΕΤΡΗΤΙΚΩΝ ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ... 9 1.1 Εισαγωγή... 9 1.2 Ακρίβεια (Αccuracy)... 10 1.2.1 Παράδειγμα... 11 1.2.2 Παράδειγμα... 12 1.3 Σαφήνεια (Precision)...

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. διπολικά τρανζίστορ διακρίνονται σε: 1. τρανζίστορ γερµανίου (Ge) και. 2. τρανζίστορ πυριτίου (Si ).

ΤΕΙ - ΧΑΛΚΙ ΑΣ. διπολικά τρανζίστορ διακρίνονται σε: 1. τρανζίστορ γερµανίου (Ge) και. 2. τρανζίστορ πυριτίου (Si ). 7. Εισαγωγή στο διπολικό τρανζίστορ-ι.σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 7. TΟ ΙΠΟΛΙΚΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ Ανάλογα µε το υλικό διπολικά τρανζίστορ διακρίνονται σε: 1. τρανζίστορ γερµανίου (Ge) και 2. τρανζίστορ πυριτίου

Διαβάστε περισσότερα

Τµήµα Βιοµηχανικής Πληροφορικής Σηµειώσεις Ηλεκτρονικών Ισχύος Παράρτηµα

Τµήµα Βιοµηχανικής Πληροφορικής Σηµειώσεις Ηλεκτρονικών Ισχύος Παράρτηµα ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ηµιτονοειδές Ρεύµα και Τάση Τριφασικά Εναλλασσόµενα ρεύµατα Ισχύς και Ενέργεια Ενεργός τιµή περιοδικών µη ηµιτονικών κυµατοµορφών 1. Ηµιτονοειδές Ρεύµα και Τάση Οταν οι νόµοι του Kirchoff εφαρµόζονται

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 21/01/2011 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 21/01/2011 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ /0/0 ΘΕΜΑ ο (5 μονάδες) Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται: 0 Ω, Ε kω, Β 00 kω, 4 kω, L kω, e 5 kω και 00 (α) Να προσδιορίσετε την ενίσχυση τάσης (A

Διαβάστε περισσότερα

Μετρολογικές Διατάξεις Μέτρησης Θερμοκρασίας. 4.1. Μετρολογικός Ενισχυτής τάσεων θερμοζεύγους Κ και η δοκιμή (testing).

Μετρολογικές Διατάξεις Μέτρησης Θερμοκρασίας. 4.1. Μετρολογικός Ενισχυτής τάσεων θερμοζεύγους Κ και η δοκιμή (testing). Κεφάλαιο 4 Μετρολογικές Διατάξεις Μέτρησης Θερμοκρασίας. 4.1. Μετρολογικός Ενισχυτής τάσεων θερμοζεύγους Κ και η δοκιμή (testing). Οι ενδείξεις (τάσεις εξόδου) των θερμοζευγών τύπου Κ είναι δύσκολο να

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος. 1.1 Εισαγωγή

Περιεχόμενα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος. 1.1 Εισαγωγή Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Μοντέλα για Ενεργές Συσκευές Ολοκληρωμένου Κυκλώματος 1.1 Εισαγωγή 1.2 Περιοχή Απογύμνωσης μιας Επαφής pn 1.2.1 Χωρητικότητα της Περιοχής Απογύμνωσης 1.2.2 Κατάρρευση Επαφής 1.3

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ ΜΕΛΕΤΗ DC ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ Στο σχήμα φαίνεται ένα κύκλωμα κοινού εκπομπού από το βρόχο εισόδου Β-Ε ο νόμος του Kirchhoff δίνει: Τελικά έχουμε: I I BB B B E E BE B BB E IE

Διαβάστε περισσότερα

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Τάξη Α. Αγει καθ ολη τη διάρκεια της περιόδου της v I. οπου. όταν

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Τάξη Α. Αγει καθ ολη τη διάρκεια της περιόδου της v I. οπου. όταν Ενισχυτικές Διατάξεις 1 Τάξη Α Αγει καθ ολη τη διάρκεια της περιόδου της v I οπου όταν Ενισχυτικές Διατάξεις 2 Ακόλουθος εκποµπού (CC) πολωµένος µε σταθερό ρεύµα Λόγω της χαµηλής αντίστασης εξόδου, ο ακόλουθος

Διαβάστε περισσότερα

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Βαθµίδες εξόδου. Προκειµένου να αποδοθεί σηµαντική ισχύς στο φορτίο είναι απαραίτητη η χρήση ενισχυτών cascade.

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Βαθµίδες εξόδου. Προκειµένου να αποδοθεί σηµαντική ισχύς στο φορτίο είναι απαραίτητη η χρήση ενισχυτών cascade. Ενισχυτικές Διατάξεις 1 Βαθµίδες εξόδου Προκειµένου να αποδοθεί σηµαντική ισχύς στο φορτίο είναι απαραίτητη η χρήση ενισχυτών cascade. Η τελική βαθµίδα εξόδου είναι αυτή που αποδίδει την ισχύ στο φορτίο

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ETY-482) 1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΥΘΕΙΑ ΦΟΡΤΟΥ

Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ETY-482) 1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΥΘΕΙΑ ΦΟΡΤΟΥ Εισαγωγή στη Μικροηλεκτρονική (ETY-482) 1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΤΑΣΗΣ-ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΥΘΕΙΑ ΦΟΡΤΟΥ Σχήµα 1. Κύκλωµα DC πόλωσης ηλεκτρονικού στοιχείου Στο ηλεκτρονικό στοιχείο του σχήµατος

Διαβάστε περισσότερα

8. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ PUSH-PULL

8. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ PUSH-PULL ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ. Ε. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙ ΣΤΟΧΟΙ Ημερομηνία:.... /.... /...... Τμήμα:.... Ομάδα: 8. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ USH-ULL η κατανόηση της αρχής λειτουργίας ενός

Διαβάστε περισσότερα

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Κεφάλαιο 3: Συνδυασμός αντιστάσεων και πηγών Οι διαφάνειες ακολουθούν το βιβλίο του Κων/νου Παπαδόπουλου «Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων» ISBN: 9789609371100 κωδ. ΕΥΔΟΞΟΣ:

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες):

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες): ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 9/0/00 ΘΕΜΑ ο ( μονάδες): Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται: 0, 0.7, kω, 0 kω, Ε kω, L kω, β fe 00, e kω. (α) Να προσδιορίσετε τις τιμές των αντιστάσεων,

Διαβάστε περισσότερα

Το διπολικό τρανζίστορ

Το διπολικό τρανζίστορ 2 4 η ΕΝΟΤΗΤΑ Το διπολικό τρανζίστορ 11 ο 12 ο 13 ο 14 ο Εργαστήριο ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3 Άσκηση 11 η. 11.1 Στατικές χαρακτηριστικές κοινού εκπομπού του διπολικού τρανζίστορ. Στόχος: Μελέτη και χάραξη των χαρακτηριστικών

Διαβάστε περισσότερα

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών)

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών) ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών) Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου είναι ηλεκτρονικά στοιχεία στα οποία οι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ενός είδους

Διαβάστε περισσότερα

«Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ»

«Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ» ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤΗMMΥ Σκοπός διάλεξης Παρουσίαση των σημαντικότερων τοπολογιών ενισχυτών με ένα και περισσότερα

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 17/06/2011 ΣΕΙΡΑ Β: 16:00 18:30 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 17/06/2011 ΣΕΙΡΑ Β: 16:00 18:30 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 7/0/0 ΣΕΙΡΑ Β: :00 8:0 ΘΕΜΑ ο (4 μονάδες) Ο ενισχυτής του διπλανού σχήματος περιλαμβάνει ένα τρανζίστορ τύπου npn (Q ) και ένα τρανζίστορ τύπου pnp (Q ), για τα οποία δίνονται:

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά

Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά -1- Η τιμή της dc παραμέτρου β ενός npn transistor έχει τιμή ίση με 100. Το transistor λειτουργεί στην ενεργή περιοχή με ρεύμα συλλέκτη 1mA. Το ρεύμα βάσης έχει

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI «Τρανζίστορ και Απλά Κυκλώματα» (επανάληψη βασικών γνώσεων) Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ 1 Δομή Παρουσίασης MOSFET

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τµήµα Ηλεκτρονικής

ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τµήµα Ηλεκτρονικής ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τµήµα Ηλεκτρονικής Ηλεκτρονική Ι Εαρινό εξάµηνο 2005 Πρακτική ανάλυση ενισχυτή κοινού εκποµπού Τransstors βασικές αρχές Τι κάνουν τα transstors Πώς αναλύoνται τα κυκλώµατα των transstors Μικρά

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ 45 ίοδοι - Επαφή p-n Τα ηλεκτρονικά εξαρτήµατα κατασκευάζονται µε βάση έναν κρύσταλλο πυριτίου. Το πυρίτιο σε πολύ χαµηλή θερµοκρασία έχει τα τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους

Διαβάστε περισσότερα

Χαρακτηρισμός (VCVS) (VCIS) Μετατροπέας ρεύματος σε τάση (ICVS)

Χαρακτηρισμός (VCVS) (VCIS) Μετατροπέας ρεύματος σε τάση (ICVS) 6. ΓΕΝΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΕΝΙΣΧΥΤΩΝ 6.. Ενισχυτές ανοικτού βροχου (χωρίς ανάδραση) Ανεξάρτητα από την τάξη (Α, Β, C), το είδος της σύζευξης (R-C, με μετασχηματιστή, άμεση κλπ.), υπάρχουν (με κριτήριο τη χρήση

Διαβάστε περισσότερα

του διπολικού τρανζίστορ

του διπολικού τρανζίστορ D λειτουργία - Πόλωση του διπολικού τρανζίστορ ρ Παραδείγματα D ανάλυσης Παράδειγμα : Να ευρεθεί το σημείο λειτουργίας Q. Δίνονται: β00 και 0.7. Υποθέτουμε λειτουργία στην ενεργό περιοχή. 4 a 4 0 7, 3,3

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 2η. Σημειώσεις μαθήματος: E mail:

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 2η. Σημειώσεις μαθήματος: E mail: Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio127/ E mail: pasv@teiath.gr 2 1 Όπως

Διαβάστε περισσότερα

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 23/06/2016 ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΠΙ ΠΤΥΧΙΩ ΦΟΙΤΗΤΕΣ

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 23/06/2016 ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΠΙ ΠΤΥΧΙΩ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: /6/6 ΘΕΜΑ ο (5 μονάδες Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται: =, = 6 kω, = kω και = = Ε = = kω, ενώ για το τρανζίστορ δίνονται: = 78, β

Διαβάστε περισσότερα

Ανάδραση. Ηλεκτρονική Γ τάξη Επ. Καθηγ. Ε. Καραγιάννη

Ανάδραση. Ηλεκτρονική Γ τάξη Επ. Καθηγ. Ε. Καραγιάννη Ανάδραση Ηλεκτρονική Γ τάξη Επ. Καθηγ. Ε. Καραγιάννη 3 Συστήματα Ελέγχου Σύστημα Ελέγχου Ανοικτού Βρόχου Α Σύστημα Ελέγχου Κλειστού Βρόχου με Ανάδραση Ε =β Α β Μάρτιος 2 Μάθημα 3, Ηλεκτρονική Γ' Έτος 2

Διαβάστε περισσότερα

Διαφορικός ενισχυτής (op-amp)

Διαφορικός ενισχυτής (op-amp) Κ. Πολιτόπουλος Διαφορικός ενισχυτής (opamp) Ενισχύει την διαφορά του σήματος εισόδου Vout=G(V V ) Δεν ενδιαφερόμαστε για απόλυτη τιμή τάσης Ground loop Πολλά γραμμικά κυκλώματα Πολλά μη γραμμικά κυκλώματα

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική ΙΙ 5 ο εξάμηνο

Ηλεκτρονική ΙΙ 5 ο εξάμηνο 5 ο εξάμηνο Αλκης Χατζόπουλος Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχ. και Μηχ. Υπολογιστών Α.Π.Θ. Εργαστήριο Ηλεκτρονικής 1/33 Αλκης Χατζόπουλος - Eργαστήριο Ηλεκτρονικής Τμ.Η.Μ.Μ.Υ. Α.Π.Θ. 5 ο εξάμηνο 1. Διαφορικός

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδίαση Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων RF

Σχεδίαση Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων RF ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Σχεδίαση Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων F Ενότητα: Φίλτρα και Επαναληπτικές Ασκήσεις Στυλιανός Μυτιληναίος Τμήμα Ηλεκτρονικής, Σχολή

Διαβάστε περισσότερα

και Ac είναι οι απολαβές διαφορικού και κοινού τρόπου του ενισχυτή αντίστοιχα.

και Ac είναι οι απολαβές διαφορικού και κοινού τρόπου του ενισχυτή αντίστοιχα. ΣΧΟΛΗ Ε.Μ.Φ.Ε. Ε.Μ.Π. - ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΝΟΝΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΚΑΙ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΙ 9 ο ΕΞΑΜΗΝΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 1 Φεβρουαρίου 01 Διδάσκοντες: Θ. Αλεξόπουλος, Σ. Μαλτέζος, Γ. Τσιπολίτης Απαντάτε και

Διαβάστε περισσότερα

5 Ενισχυτές τρανζίστορ σε χαμηλές συχνότητες

5 Ενισχυτές τρανζίστορ σε χαμηλές συχνότητες 5 Ενισχυτές τρανζίστορ σε χαμηλές συχνότητες 5. Περιοχή γραμμικής ενισχυτικής λειτουργίας του τρανζίστορ Στην προηγούμενη ενότητα μελετήσαμε την πόλωση του τρανζίστορ σε ένα σταθερό σημείο λειτουργίας,

Διαβάστε περισσότερα

3η Α Σ Κ Η Σ Η ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ D.C. ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΛΕΙΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Α. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΩΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΣΥΓΚΡΙΣΗΣ

3η Α Σ Κ Η Σ Η ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ D.C. ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΛΕΙΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Α. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΩΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΣΥΓΚΡΙΣΗΣ η Α Σ Κ Η Σ Η ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ D.C. ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΛΕΙΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Α. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΩΣ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΣΥΓΚΡΙΣΗΣ ΣΚΟΠΟΣ : Σκοπός της άσκησης είναι η μελέτη του βασικού στοιχείου ενός κλειστού συστήματος του

Διαβάστε περισσότερα

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 4β. Σημειώσεις μαθήματος: E mail:

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 4β. Σημειώσεις μαθήματος: E mail: Ιατρικά Ηλεκτρονικά Δρ. Π. Ασβεστάς Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής Τεχνολογίας Τ.Ε Χρήσιμοι Σύνδεσμοι Σημειώσεις μαθήματος: http://medisp.bme.teiath.gr/eclass/courses/tio127/ E mail: pasv@teiath.gr 2 1 Μειονεκτήματα

Διαβάστε περισσότερα

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 05/02/2013

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 05/02/2013 ΘΕΜΑ ο (.5 μονάδες) Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται: Β 90 kω, C kω, Ε E kω, kω, V CC V, V B 0.70 V και Ι Β 0 μα. Επίσης, για τα δύο τρανζίστορ του ενισχυτή δίνονται: β h e h e 00 και h

Διαβάστε περισσότερα

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 26/01/2017

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 26/01/2017 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Λ ΜΠΙΣΔΟΥΝΗΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 6/0/07 ΘΕΜΑ ο ( μονάδες) Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται:

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος. Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος. Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Πανεπιστήμιο Κρήτης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος Άνοιξη 2008 Βασικές Αρχές Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Ηλεκτρικό ρεύμα Το ρεύμα είναι αποτέλεσμα της κίνησης

Διαβάστε περισσότερα

Βασικά Στοιχεία Αναλογικών Ηλεκτρονικών

Βασικά Στοιχεία Αναλογικών Ηλεκτρονικών Βασικά Στοιχεία Αναλογικών Ηλεκτρονικών Ηλεκτρονική ΗΥ231 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Σήµατα Ένα αυθαίρετο σήµα τάσης v s (t) 2 Φάσµα συχνοτήτων των σηµάτων

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 1 ΛΥΣΗ. Το Q Στη χαρακτηριστική αντιστοιχεί σε ρεύµα βάσης 35 (Fig.2). Η πτώση τάσης πάνω στην : Στο Q έχω

Άσκηση 1 ΛΥΣΗ. Το Q Στη χαρακτηριστική αντιστοιχεί σε ρεύµα βάσης 35 (Fig.2). Η πτώση τάσης πάνω στην : Στο Q έχω ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ Άσκηση 1 To κύκλωµα του Fig.1 χρησιµοποιεί τρανζίστορ Ge (αγνοείστε τη Vbe) και οι χαρακτηριστικές του δίδονται στο Fig.2. Να υπολογίσετε τις αντιστάσεις εκποµπού και συλλέκτη, έτσι ώστε

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Περιληπτικές σημειώσεις ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

Προτεινόμενες Ασκήσεις στις Εξαρτημένες Πηγές και στους Τελεστικούς Ενισχυτές

Προτεινόμενες Ασκήσεις στις Εξαρτημένες Πηγές και στους Τελεστικούς Ενισχυτές Προτεινόμενες Ασκήσεις στις Εξαρτημένες Πηγές στους Τελεστικούς Ενισχυτές από το βιβλίο «Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων», Ν. Μάργαρη Πρόβλημα Να βρεθεί το κέρδος ρεύματος οι αντιστάσεις εισόδου εξόδου της

Διαβάστε περισσότερα

Χαρακτηρισμός (VCVS) (VCIS) Μετατροπέας ρεύματος σε τάση (ICVS)

Χαρακτηρισμός (VCVS) (VCIS) Μετατροπέας ρεύματος σε τάση (ICVS) 6. ΓΕΝΙΚΗ ΘΕΩΡΗΣΗ ΕΝΙΣΧΥΤΩΝ 6.. Ενισχυτές ανοικτού βροχου (χωρίς ανάδραση) Ανεξάρτητα από την τάξη (Α, Β, C), το είδος της σύζευξης (R-C, με μετασχηματιστή, άμεση κλπ.), υπάρχουν (με κριτήριο τη χρήση

Διαβάστε περισσότερα

Τελεστικοί Ενισχυτές-Ι.Σ. Χαλκιάδης διαφάνεια 1

Τελεστικοί Ενισχυτές-Ι.Σ. Χαλκιάδης διαφάνεια 1 Τελεστικοί Ενισχυτές-Ι.Σ. Χαλκιάδης διαφάνεια. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ (Τ.Ε. ή OpAmps) ιαφορικοί Ενισχυτές: ενισχυτές που έχουν δυο εισόδους και µια έξοδο. Τελεστικοί Ενισχυτές (Τ.Ε.): διαφορικοί ενισχυτές

Διαβάστε περισσότερα

Προενισχυτής μουσικού οργάνου

Προενισχυτής μουσικού οργάνου ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ Η/Υ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Προενισχυτής μουσικού οργάνου Τοπουζλής Κωνσταντίνος Α.Ε.Μ. 13165 Επιβλέποντες:

Διαβάστε περισσότερα

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. Ασκήσεις. Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Α.Π.Θ.

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. Ασκήσεις. Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Α.Π.Θ. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ασκήσεις Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη, Σεπτέμβριος 2015 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

1993 (Saunders College 1991). P. R. Gray, P. J. Hurst, S. H. Lewis, and R. G. Meyer, Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 4th ed.

1993 (Saunders College 1991). P. R. Gray, P. J. Hurst, S. H. Lewis, and R. G. Meyer, Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 4th ed. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ΗΥ430: Εργαστήριο Αναλογικών Κυκλωμάτων Άνοιξη 2005 Εργαστηριακές Ασκήσεις Περιεχόμενα 1 Διπολικό και MOS τρανσίστορ................................... 2 2 Ενισχυτές με διπολικά

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικού & Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΙΙI ΤΟ ΙΠΟΛΙΚΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ 3.1 ιπολικό Τρανζίστορ 3.1.1 Εισαγωγή: Αντικείµενο της εργαστηριακής

Διαβάστε περισσότερα

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΜΑΚΑΡΙΟΣ Γ ΣΧΟΛΙΚΗ ΧΡΟΝΙΑ: 2013 2014 ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ΙΟΥΝΙΟΥ 2014 Κατεύθυνση: Θεωρητική Μάθημα: Τεχνολ.& Εργ. Ηλεκτρονικών Τάξη: Β Αρ. Μαθητών: 8 Κλάδος: Ηλεκτρολογία

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρονική. Ενότητα 5: DC λειτουργία Πόλωση του διπολικού τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα 5: DC λειτουργία Πόλωση του διπολικού τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα 5: D λειτουργία Πόλωση του διπολικού τρανζίστορ Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης reative

Διαβάστε περισσότερα

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 12/09/2013

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 12/09/2013 ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: /09/0 ΘΕΜΑ ο (4 μονάδες Στον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος, το τρανζίστορ πολώνεται με συμμετρικές πηγές τάσης V και V των V Για το τρανζίστορ δίνονται:

Διαβάστε περισσότερα

Γιάννης Λιαπέρδος ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ. Κριτική Ανάγνωση: Αγγελική Αραπογιάννη. Επιμέλεια πολυμεσικού διαδραστικού υλικού: Γιώργος Θεοφάνους

Γιάννης Λιαπέρδος ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ. Κριτική Ανάγνωση: Αγγελική Αραπογιάννη. Επιμέλεια πολυμεσικού διαδραστικού υλικού: Γιώργος Θεοφάνους Γιάννης Λιαπέρδος ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Κριτική Ανάγνωση: Αγγελική Αραπογιάννη Επιμέλεια πολυμεσικού διαδραστικού υλικού: Γιώργος Θεοφάνους Copyright ΣΕΑΒ, 2015 Το παρόν έργο αδειοδοτείται υπό τους

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ 2. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ 2. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ 1.1 Εισαγωγή 1.1 1.2 Συμβολισμοί και μονάδες 1.3 1.3 Φορτίο, τάση και ενέργεια 1.5 Φορτίο και ρεύμα 1.5 Τάση 1.6 Ισχύς και Ενέργεια 1.6 1.4 Γραμμικότητα 1.7 Πρόσθεση

Διαβάστε περισσότερα

Διπολικό Τρανζίστορ Bipolar Junction Transistor (BJT)

Διπολικό Τρανζίστορ Bipolar Junction Transistor (BJT) Διπολικό Τρανζίστορ Bipolar Junction Transistor (BJT) Θέματα που θα καλυφθούν Δομή και συμβολισμός των διπολικών τρανζίστορ Φυσική λειτουργία διπολικού τρανζίστορ Τα ρεύματα στο τρανζίστορ Μοντέλο μεγάλο

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13 Περιεχόμενα Πρόλογος...3 Κεφάλαιο : Στοιχεία ηλεκτρικών κυκλωμάτων...5. Βασικά ηλεκτρικά μεγέθη...5.. Ηλεκτρικό φορτίο...5.. Ηλεκτρικό ρεύμα...5..3 Τάση...6..4 Ενέργεια...6..5 Ισχύς...6..6 Σύνοψη...7.

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Λ. ΜΠΙΣΔΟΥΝΗΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 28/01/2015

ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Λ. ΜΠΙΣΔΟΥΝΗΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 28/01/2015 ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 8//5 ΘΕΜΑ ο (.5 μονάδες) Η έξοδος του αισθητήρα του παρακάτω σχήματος είναι γραμμικό σήμα τάσης, το οποίο εφαρμόζεται για χρονικό διάστημα

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ MM505 ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ Εργαστήριο ο - Θεωρητικό Μέρος Βασικές ηλεκτρικές μετρήσεις σε συνεχές και εναλλασσόμενο

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13 Περιεχόμενα Πρόλογος...3 Κεφάλαιο : Στοιχεία ηλεκτρικών κυκλωμάτων...5. Βασικά ηλεκτρικά μεγέθη...5.. Ηλεκτρικό φορτίο...5.. Ηλεκτρικό ρεύμα...5..3 Τάση...6..4 Ενέργεια...6..5 Ισχύς...6..6 Σύνοψη...7.

Διαβάστε περισσότερα