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

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

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

Transcript

1

2 Γιάννης Λιαπέρδος ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Κριτική Ανάγνωση: Αγγελική Αραπογιάννη Επιμέλεια πολυμεσικού διαδραστικού υλικού: Γιώργος Θεοφάνους Copyright ΣΕΑΒ, 2015 Το παρόν έργο αδειοδοτείται υπό τους όρους της άδειας Creative Commons Αναφορά Δημιουργού Μη Εμπορική Χρήση Οχι Παράγωγα Εργα 3.0. Για να δείτε ένα αντίγραφο της άδειας αυτής επισκεφτείτε τον ιστότοπο Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Ηρώων Πολυτεχνείου 9, Ζωγράφου ISBN:

3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΓΙΑΝΝΗΣ ΛΙΑΠΕΡΔΟΣ Καθηγητής Εφαρμογών ΤΕΙ Πελοποννήσου Κριτική Ανάγνωση: ΑΓΓΕΛΙΚΗ ΑΡΑΠΟΓΙΑΝΝΗ Καθηγήτρια Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών ΣΠΑΡΤΗ 2015

4

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελ. ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ 7 6 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Ενισχυτής κοινού εκπομπού Ενισχυτής κοινού εκπομπού με διπλή τροφοδοσία Ενισχυτής κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία Διαφορικός ενισχυτής Γενικά Χαρακτηριστικές παράμετροι Υλοποίηση διαφορικού ενισχυτή με διπολικά τρανζίστορ Τελεστικός ενισχυτής Γενικά Ανάλυση κυκλωμάτων με τελεστικούς ενισχυτές Εφαρμογές των τελεστικών ενισχυτών Κριτήρια αξιολόγησης Βιβλιογραφία 6 ου κεφαλαίου Διαδραστικά στοιχεία Οπτικοακουστικό υλικό Ευρετήριο 45 5 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

6

7 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ΣΧΗΜΑ Σελ. 6.1 Κύκλωμα ενισχυτή κοινού εκπομπού με διπλή τροφοδοσία Ισοδύναμο κύκλωμα διπολικού τρανζίστορ με r παραμέτρους Ισοδύναμο κύκλωμα μικρού σήματος, με r παραμέτρους, ενισχυτή κοινού εκπομπού με διπλή τροφοδοσία Πόλωση ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία Κύκλωμα ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία (πλήρες) Κύκλωμα ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία (ισοδύναμο κατά Thevenin) Ισοδύναμο κύκλωμα μικρού σήματος, με r παραμέτρους, ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία Ισοδύναμο κύκλωμα για τον καθορισμό της τιμής του πυκνωτή σύζευξης εισόδου Ισοδύναμο κύκλωμα για τον καθορισμό της τιμής του πυκνωτή σύζευξης εξόδου Ισοδύναμο κύκλωμα για τον καθορισμό της τιμής του πυκνωτή παράκαμψης του εκπομπού Ισοδύναμο κύκλωμα για τον καθορισμό της τιμής του πυκνωτή παράκαμψης του εκπομπού (ανηγμένο στον εκπομπό) Αδυναμίες των ενισχυτών απλής εισόδου Κυκλωματικό σύμβολο και λειτουργία διαφορικού ενισχυτή Μετατροπή μονόπλευρου (unbalanced) σήματος σε διαφορικό (balanced) με τη χρήση Balun Εξουδετέρωση της επίδρασης των διακυμάνσεων της τροφοδοσίας σε διαφορικό ενισχυτή Εξουδετέρωση της επίδρασης του θορύβου σε διαφορικό σήμα Αρχή λειτουργίας διαφορικού ενισχυτή (1/4) Αρχή λειτουργίας διαφορικού ενισχυτή (2/4) Αρχή λειτουργίας διαφορικού ενισχυτή (3/4) Αρχή λειτουργίας διαφορικού ενισχυτή (4/4) Ημικύκλωμα διαφορικού ενισχυτή για την ανάλυση μικρού σήματος στον διαφορικό τρόπο λειτουργίας Ισοδύναμο ημικυκλώματος διαφορικού ενισχυτή για την ανάλυση μικρού σήματος στον διαφορικό τρόπο λειτουργίας Ημικύκλωμα διαφορικού ενισχυτή για την ανάλυση μικρού σήματος στη λειτουργία κοινού τρόπου Ισοδύναμο ημικυκλώματος διαφορικού ενισχυτή για την ανάλυση μικρού σήματος στη λειτουργία κοινού τρόπου Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

8 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ 6.25 Κύκλωμα διαφορικού ενισχυτή με πηγή ρεύματος Κυκλωματικό σύμβολο τελεστικού ενισχυτή Χαρακτηριστική μεταφοράς ιδανικού τελεστικού ενισχυτή Χαρακτηριστική μεταφοράς ιδανικά γραμμικού ενισχυτή Περιορισμός της απολαβής τελεστικού ενισχυτή με αρνητική ανάδραση Ισοδύναμο κύκλωμα ιδανικού τελεστικού ενισχυτή με τη χρήση μηδενιστή και απειριστή Παράδειγμα ανάλυσης κυκλώματος τελεστικού ενισχυτή (1/2) Παράδειγμα ανάλυσης κυκλώματος τελεστικού ενισχυτή (2/2) Μη αναστρέφων ενισχυτής με τελεστικό ενισχυτή Αναστρέφων ενισχυτής με τελεστικό ενισχυτή Απομονωτής με τελεστικό ενισχυτή Ισοδύναμο κύκλωμα απομονωτή με τελεστικό ενισχυτή Ενισχυτής - αθροιστής δύο τάσεων με τελεστικό ενισχυτή Ενισχυτής αθροιστής τάσεων με τελεστικό ενισχυτή (γενική περίπτωση) Ενισχυτής διαφοράς τάσεων με τελεστικό ενισχυτή Γιάννης Λιαπέρδος 8

9 Κ 6 ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Σύνοψη Η ενίσχυση αποτελεί τη σημαντικότερη ίσως εφαρμογή των τρανζίστορ στο πεδίο των αναλογικών ηλεκτρονικών. Το κεφάλαιο εστιάζεται στην παρουσίαση μονόπλευρων αλλά και διαφορικών τοπολογιών ενίσχυσης τάσης με τη χρήση διπολικών τρανζίστορ. Πραγματεύεται, επίσης, τους τελεστικούς ενισχυτές και τις χαρακτηριστικότερες εφαρμογές τους. Προαπαιτούμενη γνώση Για την κατανόηση της ύλης του κεφαλαίου απαιτείται γνώση των αρχών πόλωσης των διπολικών τρανζίστορ, καθώς και των ισοδύναμων κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται για την AC ανάλυση κυκλωμάτων με τρανζίστορ του συγκεκριμένου τύπου. Απαραίτητη είναι, επίσης, η εξοικείωση με τις βασικές αρχές ανάλυσης κυκλωμάτων. Ένα από τα κυριότερα προβλήματα τα οποία ανακύπτουν κατά τη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων, ιδιαίτερα σε μεγάλες αποστάσεις, είναι η εξασθένηση. Η εξασθένηση η οποία, στην περίπτωση της ενσύρματης μετάδοσης, μπορεί να οφείλεται στην αντίσταση των μεταλλικών αγωγών προκαλεί τη μείωση του πλάτους των διακινούμενων ηλεκτρικών σημάτων δημιουργώντας προβλήματα στην αναπαραγωγή της πληροφορίας στον δέκτη. Ενδεικτικό παράδειγμα αποτελεί η περίπτωση της τηλεφωνίας, όπου ένα εξασθενημένο σήμα στην τηλεφωνική συσκευή του καλούμενου συνδρομητή θα δίνει ακουστικό σήμα μικρής έντασης. Το πρόβλημα της εξασθένησης μπορεί να αντιμετωπισθεί με τη χρήση ενισχυτών (amplifiers), οι οποίοι αποκαθιστούν τη στάθμη του ηλεκτρικού σήματος στην αρχική ή στην επιθυμητή τιμή. 9 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V CC V CC R C R C i B C ii B C E R S E R Ε v S R Ε C E -V ΕΕ -V ΕΕ Σχήμα 6.1 Κύκλωμα ενισχυτή κοινού εκπομπού με διπλή τροφοδοσία Ανάλογα με το χαρακτηριστικό του σήματος το οποίο καλούνται να ενισχύσουν, οι ενισχυτές διακρίνονται σε ενισχυτές τάσης, ρεύματος, ή ισχύος. Στο κεφάλαιο αυτό θα μας απασχολήσουν τοπολογίες ενισχυτών τάσης, για τη σχεδίαση των οποίων θα αξιοποιήσουμε την γνωστή ιδιότητα του διπολικού τρανζίστορ να μπορεί να εμφανίσει απολαβή ρεύματος εφόσον πολωθεί κατάλληλα στην ενεργό περιοχή λειτουργίας του. Θα διερευνήσουμε, επίσης, τα πλεονεκτήματα των διαφορικών (differential) τοπολογιών ενίσχυσης τάσης και θα μελετήσουμε μια χαρακτηριστική εφαρμογή διαφορικής τοπολογίας που είναι ο τελεστικός ενισχυτής (operational amplifier). Η χρήση των τρανζίστορ σε κυκλώματα ενισχυτών καλύπτει μεγάλο εύρος εφαρμογών, όπως ενισχυτές τηλεπικοινωνιακών σημάτων, ενισχυτές υψηλών συχνοτήτων, ενισχυτές για εφαρμογές ήχου, κ.λπ. Η κάλυψη όλου του εύρους αυτών των εφαρμογών είναι αδύνατη στα στενά πλαίσια αυτού του κεφαλαίου. Για περαιτέρω εμβάθυνση, ο αναγνώστης ενθαρρύνεται να ανατρέξει στη σχετική βιβλιογραφία [1 3]. 6.1 Ενισχυτής κοινού εκπομπού Σε προηγούμενο κεφάλαιο εξετάσαμε διάφορους τρόπους ευσταθούς πόλωσης του διπολικού τρανζίστορ, προκειμένου αυτό να λειτουργεί στην ενεργό περιοχή. Έχοντας εξασφαλίσει την πόλωση στο κατάλληλο σημείο ηρεμίας, μπορούμε με την εφαρμογή σήματος να πάρουμε ένα κύκλωμα ενισχυτή. Στη συνέχεια θα εξετάσουμε κυκλώματα ενισχυτών κοινού εκπομπού (common emitter amplifiers), εξαιτίας των ευρύτατων εφαρμογών τους Ενισχυτής κοινού εκπομπού με διπλή τροφοδοσία Ας θεωρήσουμε το κύκλωμα πόλωσης με δύο πηγές τροφοδοσίας (dual supply) του Σχήματος 6.1-i. Πρόκειται, προφανώς, για ένα κύκλωμα κοινής Γιάννης Λιαπέρδος 10

11 6.1. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ βάσης αφού η βάση είναι γειωμένη. Το προς ενίσχυση σήμα (v s ) μπορεί να εφαρμοστεί απευθείας στη βάση του τρανζίστορ, κατά τον τρόπο που υποδεικνύει το Σχήμα 6.1-ii, όπου η AC πηγή τάσης παράγει το εφαρμοζόμενο σήμα v s ενώ η αντίσταση R S αντιστοιχεί στην εσωτερική αντίσταση της AC πηγής τάσης και η τιμή της μπορεί να θεωρηθεί πολύ μικρή. Πρόκειται για ένα κύκλωμα ενισχυτή άμεσης σύζευξης (direct coupling) του σήματος εισόδου, σε αντίθεση με κυκλώματα που χρησιμοποιούν πυκνωτή σύζευξης, όπως θα δούμε στη συνέχεια. Δεδομένου ότι το ρεύμα της βάσης είναι πολύ μικρό, η πηγή σήματος μπορεί να «ανεχθεί» το μικρό αυτό ρεύμα καθιστώντας εφικτή την άμεση σύζευξη. Προκειμένου το κύκλωμα να λειτουργεί ως κύκλωμα κοινού εκπομπού ως προς το εφαρμοζόμενο σήμα, χρησιμοποιούμε τον πυκνωτή παράκαμψης (ή διαρροής - bypass capacitor) C E. Η τιμή της χωρητικότητας του πυκνωτή αυτού επιλέγεται κατά τέτοιον τρόπο ώστε η πτώση τάσης στα άκρα του να είναι πολύ μικρότερη σε σχέση με τη δυναμική αντίσταση του εκπομπού (r E ), ώστε πρακτικά να αποτελεί βραχυκύκλωμα για τις συχνότητες του σήματος v S. Η δυναμική αντίσταση του εκπομπού r E αντιστοιχεί στη δυναμική αντίσταση της επαφής βάσης εκπομπού και προκύπτει από τη σχέση: V BE I E = V θ I EQ = 25mV I EQ (6.1) σύμφωνα με τις σχέσεις (2.4) - (2.6). Πιο συγκεκριμένα, θα πρέπει να ισχύει: r E 1 2πf min C E (6.2) όπου f min η ελάχιστη συχνότητα του σήματος v s 1. Η σχέση (6.2) μπορεί να γραφτεί ισοδύναμα ως εξής: C E 1 2πf min r E (6.3) και αποτελεί το κριτήριο επιλογής της τιμής της χωρητικότητας του πυκνωτή παράκαμψης (C E ). Από τη σχέση αυτή μπορούμε να συμπεράνουμε πως για μικρές τιμές συχνότητας σήματος η τιμή της χωρητικότητας του πυκνωτή παράκαμψης θα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη, γεγονός που αυξάνει τον όγκο (επομένως και το κόστος) του αντίστοιχου κυκλώματος. Για την απλοποίηση της ανάλυσης μικρού σήματος του κυκλώματος του Σχήματος 6.1-ii θα χρησιμοποιήσουμε το ισοδύναμο κύκλωμα με r παραμέτρους του Σχήματος 6.2 για το διπολικό τρανζίστορ. Για τη δυναμική αντίσταση του εκπομπού (r E ) ισχύει η ακόλουθη προσεγγιστική σχέση: h ie = h fe r E (6.4) 1 Θυμίζουμε ότι η σύνθετη αντίσταση ενός πυκνωτή εξαρτάται από τη συχνότητα του σήματος που εφαρμόζεται στα άκρα του σύμφωνα με τη σχέση R C = 1 Cωj [4]. 11 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ B i C =αi Ε C i Ε r Ε E Σχήμα 6.2 Ισοδύναμο κύκλωμα διπολικού τρανζίστορ με r παραμέτρους B i S v in i C =αi Ε v out C R S i Ε v S r Ε R C E Σχήμα 6.3 Ισοδύναμο κύκλωμα μικρού σήματος, με r παραμέτρους, ενισχυτή κοινού εκπομπού με διπλή τροφοδοσία από την οποία μπορεί να υπολογιστεί η τιμή της r E, δεδομένων των h υβριδικών παραμέτρων του τρανζίστορ. Το ισοδύναμο μικρού σήματος με r παραμέτρους για το κύκλωμα του Σχήματος 6.1-ii φαίνεται στο Σχήμα Με βάση το κύκλωμα αυτό θα υπολογίσουμε τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος ενισχυτή που εξετάζουμε: Αντίσταση εισόδου Εφαρμόζοντας τον 1ο κανόνα του Kirchhoff για το ισοδύναμο κύκλωμα του Σχήματος 6.3 μπορούμε να πάρουμε: i s = i E i C (6.5) ή ισοδύναμα: Επιπλέον, ισχύει: i s = i E αi E = (1 α)i E (6.6) v in = i E r E (6.7) 2 Θυμίζουμε πως στην ανάλυση μικρού σήματος οι πηγές σταθερής τάσης θεωρούνται βραχυκυκλωμένες. Γιάννης Λιαπέρδος 12

13 6.1. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ Συνδυάζοντας τις σχέσεις (6.6) και (6.7) προκύπτει: v in = i Sr E 1 α Ισχύει, ακόμα (κάνοντας χρήση του 2ου κανόνα του Kirchhoff): η οποία σε συνδυασμό με τη σχέση (6.8) δίνει: v s = R S + r E i s 1 α (6.8) v in = v s i s R s (6.9) (6.10) Από την τελευταία σχέση μπορεί να προκύψει η έκφραση για την αντίσταση εισόδου (R in ) του ενισχυτή: R in = r E (6.11) 1 α η οποία μπορεί να γραφτεί ισοδύναμα 3 : Απολαβή τάσης R in = r E (β + 1) (6.12) Εφαρμόζοντας τον 2ο κανόνα του Kirchhoff για το κύκλωμα εξόδου βρίσκουμε: v out = R C αi E (6.13) Συνδυάζοντας την τελευταία με τη σχέση (6.7) παίρνουμε: v out = R C α v in r E (6.14) Από την προηγούμενη σχέση προκύπτει άμεσα η απολαβή τάσης (A v ) του ενισχυτή: A v = v out = α R C (6.15) v in r E όπου η πτώση τάσης πάνω στην εσωτερική αντίσταση R S της πηγής σήματος v s θεωρήθηκε αμελητέα. Το αρνητικό πρόσημο στη σχέση (6.15) υποδηλώνει ότι το σήμα εξόδου παρουσιάζει διαφορά φάσης π (180 o ) σε σχέση με το σήμα εξόδου. Μπορούμε, επομένως, να συμπεράνουμε πως η συνδεσμολογία που εξετάζουμε είναι αναστρέφουσα (inverting). Επιπλέον, ισχύει: g m = I C = I C I E = α V BE I E V BE ( VBE I E ) 1 = α r E (6.16) όπου g m η διαγωγιμότητα του τρανζίστορ, οπότε, η σχέση (6.15) για την απολαβή τάσης του ενισχυτή μπορεί να πάρει την ακόλουθη ισοδύναμη μορφή: A v = g m R C (6.17) 3 Από τη γνωστή σχέση α = β β + 1 μπορούμε εύκολα να καταλήξουμε στην 1 1 α = β Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V CC R C C B E R 2 R Ε Σχήμα 6.4 Πόλωση ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία Αντίσταση εξόδου Δεδομένης της ιδανικής πηγής ρεύματος στο κύκλωμα εξόδου, είναι φανερό πως η αντίσταση εξόδου του ενισχυτή θα είναι άπειρη. Προφανώς η χρήση ενός πιο σύνθετου (και άρα ακριβέστερου) ισοδύναμου κυκλώματος για το διπολικό τρανζίστορ θα έδινε μια μεγάλη (αλλά όχι άπειρη) τιμή για την αντίσταση εξόδου του ενισχυτή Ενισχυτής κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία Στη συνέχεια θα μελετήσουμε κύκλωμα ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία. Ο τρόπος πόλωσης ενός διπολικού τρανζίστορ στην (ορθά) ενεργό περιοχή εξετάστηκε σε προηγούμενο κεφάλαιο και φαίνεται στο Σχήμα 6.4. Η κυριότερη διαφοροποίηση του κυκλώματος αυτού σε σχέση με το κύκλωμα πόλωσης με δύο τροφοδοσίες το οποίο ήδη εξετάσαμε είναι πως το δυναμικό της βάσης στο σημείο ηρεμίας δεν είναι μηδενικό. Θα πρέπει, επομένως, το σήμα προς ενίσχυση να εφαρμοστεί στη βάση κατά τέτοιον τρόπο ώστε να μην διαταράσσεται ο διαιρέτης τάσης ο οποίος σχηματίζεται από τους αντιστάτες και R 2. Επιπλέον, το υπό εξέταση κύκλωμα πόλωσης δεν αντιστοιχεί σε καμία από τις κοινές συνδεσμολογίες του διπολικού τρανζίστορ (κοινού εκπομπού, κοινής βάσης ή κοινού συλλέκτη). Προκειμένου ο ενισχυτής να αντιστοιχεί σε συνδεσμολογία κοινού εκπομπού ως προς το εφαρμοζόμενο σήμα, θα πρέπει να εισαχθεί και εδώ πυκνωτής παράκαμψης (C E ) όπως υποδεικνύει το Σχήμα 6.5. Επιπλέον, για να εξασφαλίζεται η εφαρμογή του σήματος προς ενίσχυση στην είσοδο του κυκλώματος χωρίς τη διατάραξη του διαιρέτη των και R 2, χρησιμοποιείται ο πυκνωτής σύζευξης (coupling capacitor) C B, μέσω του οποίου το σήμα εισόδου υπερτίθεται της τάσης πόλωσης στη βάση του τρανζίστορ. Όμοια, ο πυκνωτής Γιάννης Λιαπέρδος 14

15 6.1. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ V CC R C C C C B B C R S E R L v S R 2 R Ε C E Σχήμα 6.5 Κύκλωμα ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία (πλήρες) V CC R C C C C B B C R S E R L v S R B R Ε C E V BB Σχήμα 6.6 Κύκλωμα ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία (ισοδύναμο κατά Thevenin) C C αναλαμβάνει την απόζευξη της DC τάσης ηρεμίας του συλλέκτη από τον φόρτο (R L ) του ενισχυτή. Την ανάλυση του κυκλώματος διευκολύνει η σύμπτυξη του δικτυώματος πόλωσης που σχηματίζουν οι αντιστάτες και R 2 με τη χρήση του ισοδύναμού του κατά Thevenin, όπως υποδεικνύει το Σχήμα 6.6. Είναι αναγκαίο να θυμηθούμε, στο σημείο αυτό, πως η τιμή της πηγής πόλωσης της βάσης 15 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ i S v in B i C =αi Ε C v out R S i Ε v S R B r Ε R C R L E Σχήμα 6.7 Ισοδύναμο κύκλωμα μικρού σήματος, με r παραμέτρους, ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία (V BB ) στο ισοδύναμο του Σχήματος 6.6 δίνεται από τη σχέση: ενώ η αντίσταση R B (αντίσταση Thevenin) από την: V BB = R 2 + R 2 V CC (6.18) R B = //R 2 (6.19) Επιπλέον, όπως είδαμε σε προηγούμενο κεφάλαιο, απαραίτητη προϋπόθεση για τη σωστή πόλωση του κυκλώματος είναι η επαλήθευση της ανισότητας: R B (β + 1)R E (6.20) Για την ανάλυση μικρού σήματος του ενισχυτή θα χρησιμοποιήσουμε και πάλι το ισοδύναμο με r παραμέτρους του διπολικού τρανζίστορ (Σχήμα 6.2). Παίρνουμε, τότε, το ισοδύναμο κύκλωμα του Σχήματος 6.7. Με βάση το κύκλωμα αυτό θα προσδιορίσουμε τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος ενισχυτή που εξετάζουμε: Αντίσταση εισόδου Εφαρμόζοντας τους κανόνες του Kirchhoff για το ισοδύναμο κύκλωμα του Σχήματος 6.7 μπορούμε να πάρουμε: Ισχύει, επίσης: i S = v in R B + V in R E αi E (6.21) i E = v in r E (6.22) οπότε, συνδυάζοντας τις σχέσεις (6.21 και (6.22), καταλήγουμε στην έκφραση: i S = v in + v in α v ( in 1 = + 1 α ) v in (6.23) R B r E r E R B r E Γιάννης Λιαπέρδος 16

17 6.1. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ από την οποία προκύπτει η ακόλουθη σχέση για την αντίσταση εισόδου (R in ) του ενισχυτή: R in = v ( in 1 = + 1 α ) 1 R B r E = (6.24) i S R B r E r E + (1 α)r B Απολαβή τάσης Για την απολαβή τάσης του κυκλώματος ισχύει: A v = v out v s = v out v in Ο λόγος v in /v s μπορεί να προκύψει από τη σχέση: v in = vin v s (6.25) R in R in + R S v s (6.26) αφού η τάση v in προκύπτει από την τάση v s μέσω του διαιρέτη τάσης που σχηματίζουν ο αντιστάτης R S και η αντίσταση εισόδου (R in ) του ενισχυτή, η οποία υπολογίστηκε προηγούμενα. Η σχέση (6.26) μπορεί να γραφτεί και ως: και με αντικατάσταση στη σχέση (6.25): A v = v out v s v in v s = R in R in + R S (6.27) = v out R in (6.28) v in R in + R s Εφαρμόζοντας τον 2ο κανόνα του Kirchhoff για το κύκλωμα εξόδου βρίσκουμε: v out = (R C //R L )αi E (6.29) Συνδυάζοντας την τελευταία με τη σχέση (6.22) παίρνουμε: η οποία μπορεί να γραφεί και ως: v out = (R C //R L )α v in r E (6.30) v out v in = α R C//R L r E (6.31) Αντικαθιστώντας τη σχέση (6.31) στη σχέση (6.28) παίρνουμε: A v = α R C//R L R in (6.32) r E R in + R S Αν, επιπλέον, λάβουμε υπόψη μας τη σχέση (6.16) η σχέση (6.32) μπορεί να μεταγραφεί ως εξής: A v = g m R in (R C //R L ) R in + R S (6.33) Όπως και πιο πριν, το αρνητικό πρόσημο στην πιο πάνω έκφραση υποδηλώνει αναστρέφουσα συνδεσμολογία. 17 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ C B R S v S R in Σχήμα 6.8 Ισοδύναμο κύκλωμα για τον καθορισμό της τιμής του πυκνωτή σύζευξης εισόδου Αντίσταση εξόδου Από το ισοδύναμο κύκλωμα του Σχήματος 6.7 μπορούμε εύκολα να συμπεράνουμε πως η αντίσταση εξόδου του κυκλώματος ταυτίζεται με την αντίσταση στον συλλέκτη (R C ), δεδομένου ότι η πηγή ρεύματος έχει άπειρη (εσωτερική) αντίσταση Επιλογή πυκνωτών παράκαμψης Πριν ολοκληρώσουμε την παρουσίαση του κυκλώματος ενισχυτή κοινού εκπομπού με απλή τροφοδοσία, είναι χρήσιμο να εξετάσουμε τον τρόπο με τον οποίο επιλέγουμε τις τιμές των πυκνωτών του κυκλώματος. Ένα γενικό κριτήριο που χρησιμοποιούμε είναι αυτό που επιβάλλει σύνθετη αντίσταση (Z) για κάθε πυκνωτή πολύ μικρότερη από την αντίσταση του βρόχου στον οποίον αυτός υπεισέρχεται. Εφαρμόζοντας το κριτήριο αυτό για τον πυκνωτή σύζευξης C B, μπορούμε να γράψουμε (σύμφωνα και με το Σχήμα 6.8): όπου Z CB R S + R in (6.34) Z CB = 1 2πf min C CB (6.35) η σύνθετη αντίσταση του πυκνωτή (f min η ελάχιστη συχνότητα του σήματος v s ). Ανάλογα μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή του πυκνωτή σύζευξης C C, λαμβάνοντας υπόψη μας το ισοδύναμο κύκλωμα για την έξοδο του ενισχυτή, σύμφωνα με το Σχήμα 6.9: Z CC R L + R out (6.36) όπου Z CC = 1 2πf min C CC (6.37) Γιάννης Λιαπέρδος 18

19 6.1. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ C C R out R L Σχήμα 6.9 Ισοδύναμο κύκλωμα για τον καθορισμό της τιμής του πυκνωτή σύζευξης εξόδου C B B C R S r Ε E R B R Ε C E Σχήμα 6.10 Ισοδύναμο κύκλωμα για τον καθορισμό της τιμής του πυκνωτή παράκαμψης του εκπομπού η σύνθετη αντίσταση του πυκνωτή. Τέλος, όσον αφορά την τιμή του πυκνωτή παράκαμψης C E, θα λάβουμε υπόψη το ισοδύναμο κύκλωμα του Σχήματος 6.10, το οποίο με αναγωγή των αντιστάσεων R B και R S στο κύκλωμα του εκπομπού δίνει το δικτύωμα του Σχήματος Η αναγωγή των αντιστάσεων R B και R S στον εκπομπό γίνεται με την εξής έννοια: Οι δύο αυτές αντιστάσεις ανήκουν στο κύκλωμα της βάσης. Αν το κύκλωμα της βάσης διαρρέεται από ρεύμα I B, τότε στο κύκλωμα του εκπομπού το αντίστοιχο ρεύμα θα είναι I E = I C + I B = βi B + I B = (β + 1)I B. Επομένως ο εκπομπός θα «βλέπει» ρεύμα πολλαπλάσιο κατά τον παράγοντα (β+1) και άρα αντίσταση υποπολλαπλάσια κατά τον ίδιο παράγοντα (μιας και τα μεγέθη της αντίστασης και του ρεύματος είναι αντιστρόφως ανάλογα) 4. Εφαρμόζοντας για το κύκλωμα του Σχήματος 6.11 το ίδιο κριτήριο το 4 Ας θυμηθούμε εδώ και την προέλευση της ονομασίας του τρανζίστορ (από το transfer resistor). 19 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ r Ε R S R Β β+1 β+1 R Ε Ζ CE Σχήμα 6.11 Ισοδύναμο κύκλωμα για τον καθορισμό της τιμής του πυκνωτή παράκαμψης του εκπομπού (ανηγμένο στον εκπομπό) V CC V CC i ii V CC iii Σχήμα 6.12 Αδυναμίες των ενισχυτών απλής εισόδου οποίο χρησιμοποιήσαμε και για τις τιμές των πυκνωτών σύζευξης, έχουμε: ( Z CE R E // r E + R ) S//R B (6.38) β + 1 όπου Z CE = η σύνθετη αντίσταση του πυκνωτή. 6.2 Διαφορικός ενισχυτής Γενικά 1 2πf min C CE (6.39) Οι ενισχυτές απλής (ή μονόπλευρης) εισόδου παρουσιάζουν μια σειρά εγγενών αδυναμιών, οι κυριότερες από τις οποίες είναι η ευαισθησία στην κυμάτωση της τάσης τροφοδοσίας και η φτωχή απόρριψη του θορύβου. Στο Σχήμα 6.12-ii φαίνεται η επίδραση των διακυμάνσεων της τάσης τροφοδοσίας στην κυματομορφή εξόδου ενός ενισχυτή απλής εισόδου, σε σύγκριση Γιάννης Λιαπέρδος 20

21 6.2. ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ V+ V o =A d (V + - V - ) V- Σχήμα 6.13 Κυκλωματικό σύμβολο και λειτουργία διαφορικού ενισχυτή V(t) Balun V(t) 2 V(t) 2 Σχήμα 6.14 Μετατροπή μονόπλευρου (unbalanced) σήματος σε διαφορικό (balanced) με τη χρήση Balun με την περίπτωση αμετάβλητης τάσης τροφοδοσίας του Σχήματος 6.12-i. Μπορούμε να συμπεράνουμε πως η (αναπόφευκτη) κυμάτωση της τάσης τροφοδοσίας οδηγεί σε ανεπιθύμητη παραμόρφωση του σήματος εξόδου του ενισχυτή. Επιπλέον, στους ενισχυτές απλής εισόδου ο θόρυβος στην μοναδική είσοδο εμφανίζεται ενισχυμένος στην έξοδο του κυκλώματος, όπως υποδεικνύει το Σχήμα 6.12-iii. Για την αντιμετώπιση των πιο πάνω προβλημάτων χρησιμοποιούνται διαφορικοί ενισχυτές (differential amplifiers), οι οποίοι ενισχύουν τη διαφορά δύο σημάτων V + και V, κατά τον τρόπο που υποδεικνύει το Σχήμα 6.13, με βάση τη σχέση: V o = A d (V + V ) (6.40) όπου A d η διαφορική απολαβή τάσης του ενισχυτή. Οποιοδήποτε μονόπλευρο (unbalanced) σήμα V(t) μπορεί προφανώς να γραφτεί ως η διαφορά δύο αντίθετων σημάτων σύμφωνα με τη σχέση: V(t) = V(t) 2 ( V(t) 2 ) (6.41) Τα αντίθετα ημισήματα της σχέσης (6.41) αποτελούν τη διαφορική (balanced) μορφή του σήματος V(t) και μπορούν να προκύψουν στην πράξη χρησιμοποιώντας κυκλώματα μετατροπής μονόπλευρου σε διαφορικό και αντίστροφα, τα οποία φέρουν τη γενική ονομασία balun (από τις λέξεις balanced και unbalanced) [βλπ. και Σχήμα 6.14]. Με τη μετατροπή του προς ενίσχυση σήματος στη διαφορική του μορφή και τη χρήση ενός διαφορικού ενισχυτή μπορούν να ξεπεραστούν οι αδυναμίες των μονόπλευρων ενισχυτών στις οποίες ήδη αναφερθήκαμε. Το Σχήμα 6.15 καταδεικνύει τον τρόπο με τον οποίο εξουδετερώνονται οι επιδράσεις των διακυμάνσεων των τάσεων τροφοδοσίας στο σήμα εξόδου ενός διαφορικού ενισχυτή. Πράγματι, οι κυματώσεις της τροφοδοσίας επηρεάζουν κάθε συνιστώσα (ημίσημα) του διαφορικού σήματος κατά τον ίδιο τρόπο, με αποτέλεσμα η συνολική επίδραση στο μονόπλευρο σήμα εξόδου 21 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V CC Σχήμα 6.15 Εξουδετέρωση της επίδρασης των διακυμάνσεων της τροφοδοσίας σε διαφορικό ενισχυτή + V/2 n + V/2 V n - V/2 n - V/2 Σχήμα 6.16 Εξουδετέρωση της επίδρασης του θορύβου σε διαφορικό σήμα του διαφορικού ενισχυτή να είναι μηδενική, εξαιτίας της αλληλοεξουδετέρωσης των επιμέρους επιδράσεων (λόγω αφαίρεσης). Με παρόμοιο τρόπο εξουδετερώνεται ο κοινός θόρυβος ο οποίος επικάθεται στις συνιστώσες του διαφορικού σήματος, όπως υποδεικνύει το Σχήμα Γενικά, κάθε σήμα που είναι κοινό και για τις δύο διαφορικές εισόδους ενός διαφορικού ενισχυτή δίνει στην ιδανική περίπτωση μηδενική μονόπλευρη έξοδο. Πράγματι, αν στη σχέση (6.40) επιβάλουμε: V + = V = V i (6.42) τότε η έξοδος του διαφορικού ενισχυτή θα είναι μηδενική Χαρακτηριστικές παράμετροι Στην πράξη, η έξοδος ενός διαφορικού ενισχυτή δεν εξαρτάται μόνο από τη διαφορά των σημάτων εισόδου του, αλλά και από τη μέση κοινή στάθμη τους: V C = V + + V (6.43) 2 Η στάθμη αυτή ονομάζεται σήμα κοινού τρόπου (common mode signal) και σε αυτήν οφείλεται ένα μέρος του σήματος εξόδου ενός πρακτικού διαφορικού ενισχυτή, σύμφωνα με τη σχέση: V oc = A C V C (6.44) Γιάννης Λιαπέρδος 22

23 6.2. ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ A v V + V + A v A v (V + - V - ) V - A v A v V - Σχήμα 6.17 Αρχή λειτουργίας διαφορικού ενισχυτή (1/4) όπου A C η απολαβή κοινού τρόπου. Επομένως, η συνολική τάση στην έξοδο ενός διαφορικού ενισχυτή θα δίνεται από τη σχέση: V o = A d V d + A C V C (6.45) θα είναι, δηλαδή, το άθροισμα των συνεισφορών του διαφορικού σήματος και του σήματος κοινού τρόπου. Όπως ήδη εξηγήσαμε, πολλά ανεπιθύμητα σήματα (θόρυβος, κ.λπ.) έχουν τη μορφή σήματος κοινού τρόπου. Είναι, επομένως, προφανές πως η απολαβή κοινού τρόπου θα πρέπει να είναι όσο το δυνατό μικρότερη σε σύγκριση με τη διαφορική απολαβή του ενισχυτή. Με βάση τα προηγούμενα, ένα μέτρο της «ποιότητας» ενός διαφορικού ενισχυτή είναι ο λόγος απόρριψης κοινού τρόπου (common mode rejection ratio CMRR) ο οποίος ορίζεται ως το μέτρο του πηλίκου της διαφορικής απολαβής προς την απολαβή κοινού τρόπου: CMRR = A d A C (6.46) Είναι φανερό πως όσο μεγαλύτερος είναι ο λόγος CMRR τόσο η συμπεριφορά ενός διαφορικού ενισχυτή θα πλησιάζει αυτή του ιδανικού. (Για ιδανικό διαφορικό ενισχυτή η απολαβή κοινού τρόπου θα είναι μηδενική, και άρα ο λόγος CMRR θα απειρίζεται) Υλοποίηση διαφορικού ενισχυτή με διπολικά τρανζίστορ Ένας διαφορικός ενισχυτής μπορεί να προκύψει από τον συνδυασμό δύο πανομοιότυπων ενισχυτών απλής (μονόπλευρης) εισόδου με βάση την αρχή που υποδεικνύει το Σχήμα Στην τοπολογία αυτή, κάθε μονόπλευρος ενισχυτής αναλαμβάνει τον χειρισμό καθενός από τα σήματα εισόδου, ενώ η έξοδος λαμβάνεται διαφορικά (δηλαδή, μεταξύ των εξόδων των δύο μονόπλευρων ενισχυτών). 23 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V CC V CC R C out R C T 1 T 2 R S V E1 V E2 R S +v S /2 R Ε C E C E R Ε -v S /2 -V ΕΕ -V ΕΕ Σχήμα 6.18 Αρχή λειτουργίας διαφορικού ενισχυτή (2/4) Ας θεωρήσουμε δύο ενισχυτές κοινού εκπομπού με διπλή τροφοδοσία, σαν κι αυτούς που μελετήσαμε στην προηγούμενη παράγραφο, και ας σχηματίσουμε με αυτούς έναν διαφορικό ενισχυτή, με βάση την αρχή που υποδεικνύει το Σχήμα Παίρνουμε τότε τον διαφορικό ενισχυτή του Σχήματος 6.18, όπου οι δύο μονόπλευροι ενισχυτές παρατίθενται, ουσιαστικά, ο ένας δίπλα στον άλλο. Στο σημείο αυτό μπορούμε να προβούμε στις εξής σημαντικές παρατηρήσεις: Λόγω του πανομοιότυπου των δύο επιμέρους ενισχυτών, οι τάσεις ηρεμίας V E1 και V E2 στους εκπομπούς των τρανζίστορ Τ 1 και Τ 2, αντίστοιχα, θα είναι ίσες. Επιπλέον, λόγω και της συμμετρίας του συστήματος, αύξηση της AC τάσης στον εκπομπό του τρανζίστορ Τ 1 (οφειλόμενη σε μείωση της τιμής του σήματος +v s /2) θα συνοδεύεται από ταυτόχρονη μείωση της AC τάσης στον εκπομπό του τρανζίστορ Τ 2 (οφειλόμενη σε αύξηση της τιμής του σήματος v s /2) η οποία θα είναι ίση κατ απόλυτη τιμή (αλλά αντίθετου προσήμου) με την μεταβολή της τάσης στον εκπομπό του τρανζίστορ Τ 1. Έχοντας κατά νου την προηγούμενη παρατήρηση, μπορούμε να καταλήξουμε στο συμπέρασμα πως, αν βραχυκυκλώσουμε τους εκπομπούς των δύο τρανζίστορ (Σχήμα 6.19), το σήμα από επαλληλία θα είναι σταθερό, και μηδενικό ως προς την AC του συνιστώσα, ενώ η αντίστοιχη DC συνιστώσα δεν θα διαταραχθεί. Επομένως, το AC σήμα στο κοινό σημείο των εκπομπών των τρανζίστορ θα είναι μηδενικό, σαν να ήταν γειωμένο (λέμε, τότε, πως έχουμε ιδεατή γη [virtual ground]) και η ανάγκη χρήσης των πυκνωτών παράκαμψης C E παύει να υφίσταται. Το κύκλωμα του Σχήματος 6.19 μπορεί να πάρει την ισοδύναμη μορφή του Σχήματος 6.20, όπου οι αντιστάσεις R E στους εκπομπούς των τρανζίστορ έχουν αντικατασταθεί από τον παράλληλο συνδυασμό τους (R E ). Στη συνέχεια θα προχωρήσουμε στην ανάλυση του κυκλώματος του διαφορικού ενισχυτή με διπολικά τρανζίστορ του Σχήματος Γιάννης Λιαπέρδος 24

25 6.2. ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ V CC V CC R C out R C R S T 1 T 2 V E1 = V E2 R S +v S /2 R Ε R Ε -v S /2 -V ΕΕ ιδεατή γη -V ΕΕ Σχήμα 6.19 Αρχή λειτουργίας διαφορικού ενισχυτή (3/4) V CC V CC R C out R C T 1 T 2 R S V E =σταθ. R S +v S /2 R E =R Ε /2 ιδεατή γη -v S /2 -V ΕΕ Σχήμα 6.20 Αρχή λειτουργίας διαφορικού ενισχυτή (4/4) DC ανάλυση Δεδομένης της συμμετρίας του κυκλώματος, τα τρανζίστορ T 1 και T 2 πολώνονται στην ενεργό περιοχή λειτουργίας με τον ίδιο τρόπο, έχουν δηλαδή κοινό σημείο ηρεμίας. Η σχετική ανάλυση ακολουθεί επακριβώς τις αρχές με βάση τις οποίες μελετήθηκε ο ενισχυτής κοινού εκπομπού με διπλή τροφοδοσία και θα ήταν πλεονασμός να την επαναλάβουμε AC ανάλυση Για την ανάλυση μικρού σήματος του κυκλώματος θα εξετάσουμε ξεχωριστά τους δύο διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας του διαφορικού ενισχυτή, δηλαδή τον διαφορικό και τον κοινό. Στην ανάλυση αυτή θα χρησιμοποιηθεί το υβριδικό ισοδύναμο του διπολικού τρανζίστορ με h παραμέτρους. Εξαιτίας της συμμετρίας του κυκλώματος και του πανομοιότυπου των τρανζίστορ που χρησιμοποιούνται, η ανάλυση αρκεί να πραγματοποιηθεί για το 25 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V CC R C out R S T 1 v S /2 Σχήμα 6.21 Ημικύκλωμα διαφορικού ενισχυτή για την ανάλυση μικρού σήματος στον διαφορικό τρόπο λειτουργίας i B B C v out v S /2 R S h ie E h fe i B R C h fe i B Σχήμα 6.22 Ισοδύναμο ημικυκλώματος διαφορικού ενισχυτή για την ανάλυση μικρού σήματος στον διαφορικό τρόπο λειτουργίας ένα από αυτά. Η αντιμετώπιση αυτή, η οποία εφαρμόζεται γενικότερα σε συμμετρικά κυκλώματα, ονομάζεται αρχή του ημικυκλώματος (half circuit concept). Ανάλυση μικρού σήματος διαφορικού τρόπου Για την ανάλυση μικρού σήματος του διαφορικού ενισχυτή σε διαφορικό τρόπο λειτουργίας θα χρησιμοποιήσουμε το ημικύκλωμα του Σχήματος Λαμβάνοντας υπόψη την παρατήρηση περί ιδεατής γης στους εκπομπούς των τρανζίστορ του κυκλώματος, ο εκπομπός του τρανζίστορ Τ 1 γειώθηκε. Το ισοδύναμο του κυκλώματος του Σχήματος 6.21 φαίνεται στο Σχήμα 6.22, όπου το τρανζίστορ έχει αντικατασταθεί από το h-υβριδικό του ισοδύναμο. Αξίζει να σημειώσουμε ότι η παράμετρος h oe έχει παραλειφθεί από την έξοδο του κυκλώματος, ως αμελητέα. Αμελητέα, επίσης, θεωρήθηκε η επίδραση της παραμέτρου h re στην είσοδο του υβριδικού ισοδύναμου του τρανζίστορ. Ο 2ος κανόνας του Kirchhoff, εφαρμοζόμενος στον βρόχο εισόδου του Γιάννης Λιαπέρδος 26

27 6.2. ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ κυκλώματος, δίνει: v s 2 i BR S i B h ie = 0 (6.47) η οποία, αν επιλυθεί ως προς το ρεύμα της βάσης (i B ), δίνει: i B = v s 2(R S + h ie ) (6.48) Ο 2ος κανόνας του Kirchhoff, εφαρμοζόμενος στον βρόχο εξόδου του κυκλώματος, δίνει: v out = h fe i B R C (6.49) Αντικαθιστώντας τη σχέση (6.48) στη σχέση (6.49) παίρνουμε: v s v out ( ) = h fe R C 2(R S + h ie ) η οποία, με αναδιάταξη όρων, γράφεται: v out ( ) v s = h fer C 2(R S + h ie ) (6.50) (6.51) Το αρνητικό πρόσημο στη σχέση (6.51) δηλώνει, προφανώς, την αναστροφή φάσης μεταξύ εισόδου και εξόδου. Θα πρέπει να σημειωθεί πως ο συμβολισμός v out ( ) στις σχέσεις (6.50) και (6.51) υποδηλώνει την πολικότητα του ακροδέκτη εξόδου στον οποίο εμφανίζεται η τάση v out, σύμφωνα και με το Σχήμα Επαναλαμβάνοντας την πιο πάνω ανάλυση για το τρανζίστορ Τ 2 μπορούμε, παρόμοια, να καταλήξουμε στις σχέσεις: και v s v out (+) = h fe R C 2(R S + h ie ) v out (+) h fe R C = v s 2(R S + h ie ) (6.52) (6.53) από τις οποίες απουσιάζει το αρνητικό πρόσημο των (6.50), (6.51), μιας και η AC τάση στη βάση του τρανζίστορ Τ 2 ( v s /2) παρουσιάζει διαφορά φάσης 180 ο ως προς την αντίστοιχη τάση στη βάση του τρανζίστορ Τ 1 (+v s /2). Η διαφορική έξοδος του ενισχυτή θα προκύψει από τη σχέση: v out = v out (+) v out ( ) (6.54) η οποία, με αντικατάσταση των σχέσεων (6.50) και (6.52) δίνει: v s v out = h fe R C (6.55) R S + h ie από την οποία προκύπτει η έκφραση για τη διαφορική απολαβή τάσης: A d = v out v s = h fer C R S + h ie (6.56) 27 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V CC R C out T 1 v S R S R Ε = 2R Ε -V ΕΕ Σχήμα 6.23 Ημικύκλωμα διαφορικού ενισχυτή για την ανάλυση μικρού σήματος στη λειτουργία κοινού τρόπου i B B C v out v S R S h ie E h fe i B 1/h oe R C h fe i B 2R E (h fe +1)i B Σχήμα 6.24 Ισοδύναμο ημικυκλώματος διαφορικού ενισχυτή για την ανάλυση μικρού σήματος στη λειτουργία κοινού τρόπου Ανάλυση μικρού σήματος κοινού τρόπου Για την ανάλυση μικρού σήματος του διαφορικού ενισχυτή σε λειτουργία κοινού τρόπου θα χρησιμοποιήσουμε το ημικύκλωμα του Σχήματος Στην περίπτωση αυτή, η παρατήρηση περί ιδεατής γης στους εκπομπούς των τρανζίστορ δεν ισχύει, οπότε η αντίσταση R E στον εκπομπό θα πρέπει να ληφθεί υπόψη, και μάλιστα το τμήμα της R E (=2R E) που αντιστοιχεί στο συγκεκριμένο ημικύκλωμα, σύμφωνα και με το Σχήμα Το ημικύκλωμα του Σχήματος 6.23 μπορεί να πάρει τη μορφή του ισοδύναμου κυκλώματος του Σχήματος 6.24, όπου χρησιμοποιήθηκε το h-υβριδικό ισοδύναμο για το διπολικό τρανζίστορ (η παράμετρος h oe μπορεί να θεωρηθεί αμελητέα). Με εφαρμογή του κανόνα του Kirchhoff για τις τάσεις στον βρόχο εισό- Γιάννης Λιαπέρδος 28

29 6.2. ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ δου, παίρνουμε: v s = i B R S + i B h ie + 2R E (h fe + 1)i B (6.57) η οποία γράφεται, ισοδύναμα,: v s = [R S + h ie + 2R E (h fe + 1)]i B (6.58) Ισχύει, ακόμα: v out = h fe i B R C (6.59) Διαιρώντας κατά μέλη τις (6.59) και (6.58) παίρνουμε: A C = v out h fe R C = v s R S + h ie + 2R E (h fe + 1) (6.60) η οποία αποτελεί την έκφραση της απολαβής τάσης κοινού τρόπου. Λόγος απόρριψης κοινού τρόπου (CMRR) Λαμβάνοντας υπόψη τη σχέση ορισμού του λόγου απόρριψης κοινού τρόπου [(6.46)] καθώς και τις εκφράσεις για τη διαφορική απολαβή (A d ) και την απολαβή κοινού τρόπου (A C ) [σχέσεις (6.56) και (6.60), αντίστοιχα], μπορούμε να βρούμε την έκφραση για τον λόγο απόρριψης κοινού τρόπου: CMRR = A d = R S + h ie + 2R E (h fe + 1) (6.61) R S + h ie A C Διαφορική αντίσταση εισόδου Η αντίσταση εισόδου (R in ) του διαφορικού ενισχυτή ορίζεται από τη σχέση: R in = v s i B (6.62) Με τη βοήθεια της σχέσης (6.48) η τελευταία γράφεται: R in = 2(R S + h ie ) (6.63) η οποία αποτελεί τη ζητούμενη έκφραση για την αντίσταση εισόδου. Αντίσταση εξόδου Από το ισοδύναμο κύκλωμα του Σχήματος 6.22 μπορούμε να συμπεράνουμε πως η αντίσταση εξόδου του διαφορικού ενισχυτή είναι ίση με την αντίσταση R C στον συλλέκτη των τρανζίστορ, δεδομένου ότι η εσωτερική αντίσταση της ιδανικής πηγής ρεύματος που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα εξόδου είναι άπειρη. Βελτίωση του λόγου απόρριψης κοινού τρόπου Από τη σχέση (6.61) μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι η μόνη σχεδιαστική παράμετρος που επηρεάζει την τιμή του λόγου απόρριψης 29 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V CC V CC R C out R C T 1 T 2 +v S /2 R S R S -v S /2 Σχήμα 6.25 Κύκλωμα διαφορικού ενισχυτή με πηγή ρεύματος V + V o =A OL (V + - V - ) V - Σχήμα 6.26 Κυκλωματικό σύμβολο τελεστικού ενισχυτή κοινού τρόπου είναι η τιμή της αντίστασης R E. Για πολύ μεγάλες τιμές αντίστασης R E ο λόγος CMRR αυξάνεται σημαντικά. Ωστόσο, αυξάνοντας την τιμή της R E απαιτείται υψηλότερη τάση τροφοδοσίας ώστε να επιτευχθεί η πόλωση στο επιθυμητό σημείο ηρεμίας και, επιπλέον, τεχνικοί περιορισμοί απαγορεύουν την επιλογή αντιστάσεων αυθαίρετα μεγάλης τιμής. Στην πράξη, η αντίσταση R E αντικαθίσταται από πηγή ρεύματος, η εσωτερική αντίσταση της οποίας είναι πολύ μεγάλη (άπειρη στην ιδανική περίπτωση), κατά τον τρόπο που υποδεικνύει το Σχήμα Τελεστικός ενισχυτής Γενικά Οι τελεστικοί ενισχυτές (operational amplifiers OpAmps) αποτελούν το σημαντικότερο ίσως κομμάτι των γραμμικών αναλογικών κυκλωμάτων. Χαρακτηρίζονται από πολύ μεγάλη απολαβή τάσης και αντίσταση εισόδου, πολύ μικρή αντίσταση εξόδου και πολύ μεγάλο εύρος ζώνης συχνοτήτων. Στις μέρες μας οι τελεστικοί ενισχυτές κυκλοφορούν στη μορφή ολοκληρωμένου κυκλώματος πολύ μικρού όγκου και κόστους. Στο Σχήμα 6.26 φαίνεται το κυκλωματικό σύμβολο ενός τελεστικού ενισχυτή, το οποίο ταυτίζεται με αυτό του διαφορικού ενισχυτή μιας και ο τελεστικός ενισχυτής ενισχύει τη διαφορά των τάσεων εισόδου του (V + και Γιάννης Λιαπέρδος 30

31 6.3. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ V ) σύμφωνα με τη σχέση: V o = A OL (V + V ) (6.64) όπου V o η τάση εξόδου και A OL η απολαβή τάσης ανοιχτού βρόχου (open loop gain). Το κύκλωμα ενός τελεστικού ενισχυτή αποτελείται από τρεις βαθμίδες: τη βαθμίδα εισόδου, την ενδιάμεση βαθμίδα και τη βαθμίδα εξόδου. Η βαθμίδα εισόδου αποτελείται συνήθως από έναν διαφορικό ενισχυτή. Οι βάσεις των δύο τρανζίστορ του διαφορικού ενισχυτή αποτελούν τις εισόδους του τελεστικού ενισχυτή. Η μία, που σημειώνεται με ονομάζεται αναστρέφουσα, επειδή το σήμα που διοχετεύεται στην είσοδο αυτή εμφανίζεται αντεστραμμένο στην έξοδο. Η άλλη σημειώνεται με «+» και καλείται μη αναστρέφουσα. Όταν και στις δύο εισόδους εφαρμοστεί το ίδιο σήμα, τότε η έξοδος θα είναι, θεωρητικά, μηδενική. Οι κατασκευαστικές αποκλίσεις, ωστόσο, μεταξύ των δύο κλάδων του διαφορικού ενισχυτή έχουν ως αποτέλεσμα τα ρεύματα βάσης των τρανζίστορ να μην είναι ίσα, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται στην έξοδο μια ανεπιθύμητη τάση, ακόμα και όταν στις εισόδους του τελεστικού ενισχυτή εφαρμόζεται μηδενική τάση. Αυτή η τάση ονομάζεται τάση ασυμμετρίας εξόδου (offset). Σε πολλούς ολοκληρωμένους τελεστικούς ενισχυτές υπάρχει η δυνατότητα αναίρεσης της τάσης ασυμμετρίας με κατάλληλη εξωτερική ρύθμιση [5]. Η ενδιάμεση βαθμίδα αποτελείται από συνδυασμούς διαφορικών και άλλων ενισχυτών, ανάλογα με τον σκοπό για τον οποίο σχεδιάστηκε ο τελεστικός ενισχυτής. Το στάδιο αυτό προσδίδει μια επιπλέον απολαβή τάσης και ρεύματος. Η βαθμίδα εξόδου είναι συνήθως συνδεσμολογία ακολουθητή εκπομπού. Προσαρμόζει την υψηλή αντίσταση της ενδιάμεσης βαθμίδας με την χαμηλή του φορτίου και δρα ως απομονωτής μεταξύ του φορτίου και του τελεστικού ενισχυτή. Οι τελεστικοί ενισχυτές χρησιμοποιούνται σαν ενισχυτές τάσης, σε κυκλώματα ενεργών φίλτρων, σαν συγκριτές, ενώ αποτελούν το κυρίαρχο εξάρτημα για τη σχεδίαση αναλογικών υπολογιστών, όπου και «τελούν» διάφορες μαθηματικές πράξεις (πρόσθεση, αφαίρεση, διαφόριση, ολοκλήρωση κ.λπ.). Για το τελευταίο είναι που ονομάζονται «τελεστικοί» ενισχυτές. Η απολαβή ανοιχτού βρόχου (A OL ) ενός τελεστικού ενισχυτή είναι πάρα πολύ μεγάλη (τυπικά, της τάξης του 10 5 και άπειρη στην ιδανική περίπτωση). Το γεγονός αυτό συνεπάγεται πολύ μεγάλη τιμή τάσης εξόδου για πολύ μικρή τιμή διαφορικής εισόδου (V + V ). Ωστόσο, είναι φανερό πως η τάση εξόδου περιορίζεται στο εύρος τιμών μεταξύ V sup και +V sup, όπου V sup η απόλυτη τιμή της τάσης τροφοδοσίας του κυκλώματος. Μπορούμε, λοιπόν, να συμπεράνουμε πως η χαρακτηριστική μεταφοράς ενός ιδανικού τελεστικού ενισχυτή θα έχει τη μορφή της καμπύλης του Σχήματος Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V o V sup (V + - V - ) -V sup Σχήμα 6.27 Χαρακτηριστική μεταφοράς ιδανικού τελεστικού ενισχυτή Η μορφή της καμπύλης αυτής είναι τέτοια που απαγορεύει τη λειτουργία του τελεστικού ενισχυτή ως ενισχυτή σήματος σε συνδεσμολογία ανοιχτού βρόχου, μιας και η έξοδος θα μεταπίπτει στον κόρο λαμβάνοντας στην πράξη δύο μόνο διακριτές τιμές (τις V sup και +V sup ) για τυπικές τιμές σήματος εισόδου 5. Αυτό μπορεί να γίνει καλύτερα κατανοητό αν σκεφτούμε ως εξής: Ας υποθέσουμε πως η απολαβή ανοιχτού βρόχου (A OL ) ενός τελεστικού ενισχυτή είναι ίση με 10 5 και ότι αυτός τροφοδοτείται συμμετρικά με τάση V sup =10V. Προκειμένου η έξοδος του τελεστικού ενισχυτή να μην μεταπίπτει στον κόρο θα πρέπει, με βάση τη σχέση (6.64), να ισχύει: από την οποία προκύπτει: V sup A OL (V + V ) V sup (6.65) V sup A OL (V + V ) V sup A OL (6.66) Με αντικατάσταση των αριθμητικών δεδομένων βρίσκουμε: 100µV (V + V ) 100µV (6.67) Επομένως, ο τελεστικός ενισχυτής του παραδείγματός μας μπορεί να λειτουργήσει ως (διαφορικός) ενισχυτής τάσης με απολαβή ίση με 10 5 στην περιοχή διαφορικής τάσης εισόδου μεταξύ -100μV και 100μV. Για διαφορική τάση εξόδου εκτός της συγκεκριμένης περιοχής η έξοδος του τελεστικού ενισχυτή θα βρίσκεται στον κόρο. Σε πολλές πρακτικές εφαρμογές η πιο πάνω περιοχή τάσεων είναι μάλλον περιορισμένη, οπότε απαιτείται η τεχνητή μείωση της απολαβής προκειμένου να μειωθεί η κλίση της χαρακτηριστικής μεταφοράς και να διευρυνθεί η περιοχή λειτουργίας, σύμφωνα με το Σχήμα Συνήθως, η έξοδος ενός τελεστικού ενισχυτή ελέγχεται με αρνητική ανάδραση (negative feedback) η οποία καθορίζει σε μεγάλο βαθμό 5 Σε συνδεσμολογία ανοιχτού βρόχου ο τελεστικός ενισχυτής χρησιμοποιείται «ως έχει», χωρίς εξωτερική κυκλωμάτωση. Γιάννης Λιαπέρδος 32

33 6.3. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ V o V sup V i περιοχή -V λειτουργίας sup Σχήμα 6.28 Χαρακτηριστική μεταφοράς ιδανικά γραμμικού ενισχυτή V i V i V o V o i R 2 ii Σχήμα 6.29 Περιορισμός της απολαβής τελεστικού ενισχυτή με αρνητική ανάδραση και την απολαβή τάσης του κυκλώματος στο οποίο συμμετέχει ο τελεστικός ενισχυτής. Αναφερόμαστε, τότε, σε συνδεσμολογίες κλειστού βρόχου (closed loop), η αντίστοιχη απολαβή των οποίων ονομάζεται απολαβή κλειστού βρόχου και συμβολίζεται με A CL. Στο Σχήμα 6.29-ii παρουσιάζεται μια συνδεσμολογία τελεστικού ενισχυτή κλειστού βρόχου με αρνητική ανάδραση. Ο ρόλος της αρνητικής ανάδρασης στο κύκλωμα αυτό είναι ο εξής: Το δικτύωμα των αντιστατών και R 2 σχηματίζει διαιρέτη τάσης, μέσω του οποίου ένα κλάσμα της τάσης εξόδου (V o ) ανατροφοδοτείται στην αναστρέφουσα είσοδο () του τελεστικού ενισχυτή. Με τον τρόπο αυτό η τάση στην αναστρέφουσα είσοδο αυξάνεται σε σχέση με την τιμή της στην περίπτωση της συνδεσμολογίας ανοιχτού βρόχου του Σχήματος 6.29-i, με αποτέλεσμα τη μείωση της διαφορικής τάσης εισόδου (V + V ) του τελεστικού ενισχυτή. Συνακόλουθα, η τάση εξόδου του κυκλώματος θα μειωθεί, γεγονός που ισοδυναμεί με μείωση της απολαβής κλειστού βρόχου του κυκλώματος. Η ακριβής τιμή της απολαβής κλειστού βρόχου (A CL ) μπορεί να υπολογιστεί ως εξής: Η τιμή της τάσης που εφαρμόζεται στην αναστρέφουσα είσοδο του τελεστικού ενισχυτή δίνεται από τη σχέση: V = βv o (6.68) 33 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ όπου β = + R 2 (6.69) το κλάσμα της τάσης εξόδου που ανατροφοδοτείται στην αναστρέφουσα είσοδο μέσω του διαιρέτη τάσης που σχηματίζουν οι αντιστάτες και R 2. Αντικαθιστώντας τη σχέση (6.68) στη σχέση (6.64) παίρνουμε: V o = A OL (V i βv o ) (6.70) στην οποία λάβαμε, επιπλέον, υπόψη πως η τάση εισόδου (V i ) εφαρμόζεται στη μη αναστρέφουσα είσοδο του τελεστικού ενισχυτή, οπότε ισχύει V + = V i. Η σχέση (6.70) μπορεί να γραφεί ως εξής: V o = V i β + 1 A OL (6.71) από την οποία προκύπτει η έκφραση για την απολαβή τάσης κλειστού βρόχου της συνδεσμολογίας: A CL = V o V i = 1 β + 1 A OL (6.72) Αν λάβουμε υπόψη μας πως η απολαβή ανοιχτού βρόχου (A OL ) ενός τελεστικού ενισχυτή είναι πάρα πολύ μεγάλη (άπειρη στην ιδανική περίπτωση), η σχέση (6.72) μπορεί να απλοποιηθεί ως εξής: A CL = 1 β (6.73) η οποία, λαμβάνοντας υπόψη τη σχέση (6.69) γράφεται: A CL = 1 + R 2 (6.74) Ανάλυση κυκλωμάτων με τελεστικούς ενισχυτές Η ανάλυση απλών κυκλωμάτων με τελεστικούς ενισχυτές μπορεί να απλοποιηθεί χωρίς μεγάλη απόκλιση των αποτελεσμάτων από την πραγματικότητα υποθέτοντας ιδανικούς τελεστικούς ενισχυτές. Πιο συγκεκριμένα, τα κυριότερα χαρακτηριστικά ενός ιδανικού τελεστικού ενισχυτή που μας ενδιαφέρουν για την ανάλυση των σχετικών κυκλωμάτων είναι τα εξής: Η άπειρη αντίσταση εισόδου, η οποία συνεπάγεται πως το ρεύμα που απορροφούν οι είσοδοι είναι μηδενικό. Η μηδενική αντίσταση εξόδου. Γιάννης Λιαπέρδος 34

35 6.3. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ Σχήμα 6.30 Ισοδύναμο κύκλωμα ιδανικού τελεστικού ενισχυτή με τη χρήση μηδενιστή και απειριστή V i i ii V o V i V o V i R 2 I=0 R 2 Σχήμα 6.31 Παράδειγμα ανάλυσης κυκλώματος τελεστικού ενισχυτή (1/2) Η άπειρη απολαβή τάσης ανοιχτού βρόχου, η οποία συνεπάγεται πως οι ακροδέκτες εισόδου βρίσκονται στο ίδιο δυναμικό 6. Όλα τα πιο πάνω χαρακτηριστικά του ιδανικού τελεστικού ενισχυτή ικανοποιούνται από το ισοδύναμο κύκλωμα του Σχήματος 6.30, όπου γίνεται χρήση των εννοιών του μηδενιστή (nullator) και του απειριστή (norator) (βλπ. Παράρτημα V, [6]). Πιο συγκεκριμένα, το κύκλωμα εισόδου μπορεί να θεωρηθεί ως στοιχείο μηδενιστή, το οποίο επιβάλλει μηδενική διαφορά δυναμικού μεταξύ των ακροδεκτών του και δεν διαρρέεται από ρεύμα, ενώ το κύκλωμα εξόδου μπορεί να θεωρηθεί ως στοιχείο απειριστή, το οποίο επιτρέπεται να διαρρέεται από αυθαίρετη τιμή ρεύματος και να έχει στα άκρα του αυθαίρετη διαφορά δυναμικού, και τα δύο επομένως επιβαλλόμενα από το «εξωτερικό» κύκλωμα. Για να δώσουμε ένα παράδειγμα, θα αναλύσουμε το κύκλωμα του Σχήματος 6.29-ii χρησιμοποιώντας το ισοδύναμο κύκλωμα του τελεστικού ενισχυτή του Σχήματος Το ισοδύναμο του κυκλώματος φαίνεται στο Σχήμα 6.31-ii. Εξαιτίας της ιδιότητας του μηδενιστή να εμφανίζει μηδενική διαφορά δυναμικού στα άκρα του, η τάση εισόδου (V i ) «επιβάλλεται» στο σημείο μεταξύ των αντιστάσεων και R 2 του δικτυώματος ανάδρασης, ενώ η επίδραση του απειριστή είναι ουσιαστικά ανύπαρκτη. Επιπλέον, το γεγονός ότι το ρεύμα που διαρρέει τον μηδενιστή είναι μηδενικό εξασφαλίζει πως ο διαιρέτης τάσης που σχηματίζεται από τις αντιστάσεις του δικτυώματος ανάδρασης δεν διαταράσσεται. 6 Το συμπέρασμα αυτό μπορεί να προκύψει από τη σχέση (6.64), λαμβάνοντας υπόψη πως για να έχει η τάση εξόδου πεπερασμένη τιμή θα πρέπει η διαφορική τάση εισόδου να είναι μηδενική, αν η απολαβή ανοιχτού βρόχου είναι άπειρη. 35 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V i V o V i R 2 Σχήμα 6.32 Παράδειγμα ανάλυσης κυκλώματος τελεστικού ενισχυτή (2/2) V i V o R 2 Α v =1+ R 2 Σχήμα 6.33 Μη αναστρέφων ενισχυτής με τελεστικό ενισχυτή Με βάση τα προηγούμενα, η έκφραση της απολαβής τάσης (κλειστού βρόχου) του κυκλώματος μπορεί να προκύψει από τον διαιρέτη τάσης του Σχήματος Πράγματι, ισχύει: από την οποία προκύπτει: V i = + R 2 V o (6.75) A CL = V o V i = + R 2 = 1 + R 2 (6.76) Εφαρμογές των τελεστικών ενισχυτών Η ευρύτητα των εφαρμογών των τελεστικών ενισχυτών είναι τεράστια [5, 7]. Στην παράγραφο αυτή θα αναφερθούμε, ενδεικτικά, σε μερικές από τις εφαρμογές αυτές Μη αναστρέφων ενισχυτής Το κύκλωμα του παραδείγματος της προηγούμενης παραγράφου (Σχήμα 6.33) αποτελεί απλό κύκλωμα μη αναστρέφοντος ενισχυτή με απολαβή τά- Γιάννης Λιαπέρδος 36

37 6.3. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ R 2 V i V o Α v = - R 2 Σχήμα 6.34 Αναστρέφων ενισχυτής με τελεστικό ενισχυτή σης (A V ) που δίνεται από τη σχέση: A V = 1 + R 2 (6.77) Με κατάλληλη επιλογή του λόγου των αντιστάσεων και R 2 μπορούμε να επιτύχουμε την επιθυμητή τιμή απολαβής τάσης. Θα πρέπει εδώ να τονίσουμε πως, όπως προκύπτει και από την απουσία πυκνωτών σύζευξης, ο συγκεκριμένος ενισχυτής όπως και αυτοί που θα παρουσιάσουμε στη συνέχεια διαθέτει τη δυνατότητα ενίσχυσης και συνεχών τάσεων Αναστρέφων ενισχυτής Ας θεωρήσουμε το κύκλωμα του Σχήματος Ακολουθώντας διαδικασία παρόμοια με αυτή της προηγούμενης παραγράφου, είναι εύκολο να αποδείξουμε τη σχέση: A V = R 2 (6.78) η οποία αποτελεί και την έκφραση για την απολαβή τάσης του κυκλώματος. Το αρνητικό πρόσημο (οφειλόμενο στην εφαρμογή του σήματος εισόδου στην αναστρέφουσα είσοδο του τελεστικού ενισχυτή) δηλώνει, προφανώς, την αναστροφή φάσης του σήματος εξόδου σε σχέση με το σήμα εισόδου του ενισχυτή Απομονωτής (Buffer) Ας θεωρήσουμε το κύκλωμα του Σχήματος Αν αντικαταστήσουμε τον τελεστικό ενισχυτή με το (ιδανικό) ισοδύναμο κύκλωμά του, παίρνουμε το κύκλωμα του Σχήματος 6.36, από το οποίο άμεσα προκύπτει πως ο μηδενιστής επιβάλλει στην έξοδο του κυκλώματος (V o ) τιμή τάσης ίση με την τάση εισόδου (V i ). Επομένως, η απολαβή τάσης του κυκλώματος είναι ίση με τη μονάδα. Το κύκλωμα κληρονομεί τις ιδιότητες του τελεστικού ενισχυτή, διαθέτοντας μεγάλη αντίσταση εισόδου και μικρή αντίσταση εξόδου, εξασφαλίζοντας άριστη προσαρμογή τάσης και απομονώνοντας ουσιαστικά την είσοδο από την έξοδο. Για τον λόγο αυτό ονομάζεται και απομονωτής (buffer). 37 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ V i V o Α v = 1 Σχήμα 6.35 Απομονωτής με τελεστικό ενισχυτή V i I=0 V o V i Σχήμα 6.36 Ισοδύναμο κύκλωμα απομονωτή με τελεστικό ενισχυτή V i2 R 2 R f V i1 V o V i1 V i2 R 2 V o = - R f ( + ) Σχήμα 6.37 Ενισχυτής - αθροιστής δύο τάσεων με τελεστικό ενισχυτή Ενισχυτής - Αθροιστής τάσεων (Summing Amplifier) Ας θεωρήσουμε το κύκλωμα του Σχήματος Πρόκειται για ένα κύκλωμα δύο εισόδων (V i1, V i2 ), η έκφραση για την έξοδο του οποίου μπορεί να βρεθεί ακολουθώντας παρόμοια ανάλυση με αυτήν που ακολουθήσαμε στις εφαρμογές που προηγήθηκαν. Είναι ευκολότερο, όμως, να εφαρμόσουμε την αρχή της επαλληλίας (superposition principle) [8], έχοντας κατά νου ότι η αναστρέφουσα είσοδος του τελεστικού ενισχυτή αντιστοιχεί σε ιδεατή γη. Για μηδενική τάση στην είσοδο V i2, το κύκλωμα ισοδυναμεί με την αναστρέφουσα συνδεσμολογία ενισχυτή με τελεστικό ενισχυτή την οποία μελετήσαμε προηγούμενα. Ισχύει, επομένως, η σχέση (6.78) από την οποία παίρνουμε: V o1 = R f V i1 (6.79) όπου V o1 η συνεισφορά της εισόδου V i1 στην έξοδο του κυκλώματος με μηδενική την τάση V i2. Γιάννης Λιαπέρδος 38

39 6.3. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ V ik Vo= - R 2 (V R i1 +V i2 + +V ik ) 1 V i2 R 2 V i1 V o Σχήμα 6.38 Ενισχυτής αθροιστής τάσεων με τελεστικό ενισχυτή (γενική περίπτωση) Αντίστοιχα, για μηδενική τάση στην είσοδο V i1 παίρνουμε: V o2 = R f R 2 V i2 (6.80) όπου V o2 η συνεισφορά της εισόδου V i2 στην έξοδο του κυκλώματος με μηδενική την τάση V i1. Σύμφωνα με την αρχή της επαλληλίας, η τιμή της τάσης στην έξοδο (V o ) όταν εφαρμόζεται τάση και στις δύο εισόδους θα είναι το άθροισμα των επιμέρους συνεισφορών, όπως προέκυψαν στις σχέσεις (6.79) και (6.80). Άρα θα ισχύει: ή V o = V 01 + V o2 = R f V i1 R f R 2 V i2 (6.81) ( Vi1 V o = R f + V ) i2 R 2 (6.82) Η σχέση (6.82) υποδεικνύει πως στην έξοδο του κυκλώματος λαμβάνουμε το άθροισμα των δύο εισόδων V i1 και V i2, με συντελεστές στάθμισης (βαρύτητας) R f / και R f /R 2, αντίστοιχα, ενώ το αρνητικό πρόσημο δηλώνει αναστρέφουσα λειτουργία. Με την επιλογή αντιστάσεων ίδιας τιμής, η σχέση (6.82) απλοποιείται ως εξής: V o = (V i1 + V i2 ) (6.83) Το κύκλωμα μπορεί να γενικευθεί με την εισαγωγή πολλών εισόδων, κατά τον τρόπο που υποδεικνύει το Σχήμα Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ R 2 V i1 V i2 V o R 2 V o = R 2 (V i2 - V i1 ) Σχήμα 6.39 Ενισχυτής διαφοράς τάσεων με τελεστικό ενισχυτή Ενισχυτής διαφοράς τάσεων (Difference Amplifier) Για το κύκλωμα του Σχήματος 6.39 είναι εύκολο να αποδείξουμε πως η σχέση της εξόδου του V o και των εισόδων του V i1 και V i2 έχει ως εξής: V o = R 2 (V i2 V i1 ) (6.84) Η τελευταία σχέση υποδεικνύει πως η τάση εξόδου του κυκλώματος είναι ανάλογη της διαφοράς των δύο τάσεων εισόδου, έχουμε δηλαδή έναν ενισχυτή διαφοράς Εφαρμογές σε μη γραμμικά κυκλώματα Πέραν των συνήθων εφαρμογών τους στην υλοποίηση γραμμικών κυκλωμάτων, οι τελεστικοί ενισχυτές βρίσκουν εφαρμογή και σε μη γραμμικά κυκλώματα, όπως είναι οι συγκριτές (comparators) [9], μη γραμμικοί ταλαντωτές [10], κ.λπ. 6.4 Κριτήρια αξιολόγησης Κριτήριο Αξιολόγησης 6.1. Να σχεδιασθεί κύκλωμα ενισχυτή κοινού εκπομπού με συμμετρική τροφοδοσία V CC = 10V και V EE = 10V. Η τάση ηρεμίας μεταξύ συλλέκτη και βάσης να είναι ίση με V CBQ = 5V και το ρεύμα ηρεμίας του εκπομπού να ισούται με I EQ =1mA. Το τρανζίστορ που θα χρησιμοποιηθεί θα διαθέτει β = 200. Για το κύκλωμα που θα σχεδιάσετε να υπολογίσετε την απολαβή τάσης καθώς και την τιμή της αντίστασης εισόδου, ενώ η επίδραση της εσωτερικής αντίστασης της πηγής σήματος να θεωρηθεί αμελητέα. Η συχνότητα του σήματος προς ενίσχυση να θεωρηθεί ίση με f = 200Hz. Γιάννης Λιαπέρδος 40

41 6.4. ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Κριτήριο Αξιολόγησης 6.2. Να αποδείξετε τη σχέση (6.78) για την απολαβή τάσης αναστρέφοντα ενισχυτή με τελεστικό ενισχυτή. Κριτήριο Αξιολόγησης 6.3. Για τον ενισχυτή διαφοράς του Σχήματος 6.39 να αποδείξετε τη σχέση (6.84). Κριτήριο Αξιολόγησης 6.4. Δίνεται το κύκλωμα ολοκληρωτή (integrator) του πιο κάτω σχήματος. Να αποδείξετε τη σχέση της τάσης εξόδου V o του κυκλώματος με την τάση εισόδου του V i. C V i R V o V o = - V i RC dt Κριτήριο Αξιολόγησης 6.5. Δίνεται το κύκλωμα του πιο κάτω σχήματος, όπου ο τελεστικός ενισχυτής, η δίοδος και η γεννήτρια σήματος θεωρούνται ιδανικά. Να σχεδιάσετε τις κυματομορφές τάσης εισόδου και εξόδου με κοινή κλίμακα χρόνου και για αυθαίρετη τιμή συχνότητας του σήματος εισόδου, εάν η ημιτονική τάση εισόδου V in (t) έχει πλάτος 2V. R 2 = 6kΩ V in (t) = 1kΩ +15V + 15V V out(t) 41 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

42 Κριτήριο Αξιολόγησης 6.6. Για το κύκλωμα του προηγούμενου κριτηρίου αξιολόγησης να σχεδιάσετε τις κυματομορφές τάσης εισόδου και εξόδου με κοινή κλίμακα χρόνου και για αυθαίρετη τιμή συχνότητας του σήματος εισόδου, εάν η ημιτονική τάση εισόδου V in (t) έχει πλάτος 3V. Κριτήριο Αξιολόγησης 6.7. Δίνεται το κύκλωμα του πιο κάτω σχήματος, όπου ο τελεστικός ενισχυτής και η γεννήτρια σήματος θεωρούνται ιδανικά. Εάν η ημιτονική τάση εισόδου V in (t) έχει πλάτος 5V, να σχεδιάσετε τις κυματομορφές τάσης εισόδου και εξόδου με κοινή κλίμακα χρόνου και για αυθαίρετη τιμή συχνότητας του σήματος εισόδου. R 2 = 30kΩ V in (t) = 10kΩ +10V + 10V V out (t) 6.5 Βιβλιογραφία 6 ου κεφαλαίου [1] S.W. Amos και M. James. Principles of Transistor Circuits. Elsevier Science, [2] I. Bahl. Fundamentals of RF and Microwave Transistor Amplifiers. Wiley, [3] P.B. Kenington. High-linearity RF Amplifier Design. Artech House, [4] Κ. Δ. Αλεξόπουλος και Δ. Ι. Μαρίνος. Γενική Φυσική, τ.ii, Ηλεκτρισμός. εκδ. Παπαζήση, Αθήνα, [5] G.B. Clayton και S. Winder. Operational Amplifiers. Elsevier Science, [6] R.W. Newcomb. Linear multiport synthesis. McGraw-Hill, [7] J. Huijsing. Operational Amplifiers: Theory and Design. Springer, [8] J.E. Whitehouse. Circuit Analysis. Horwood, [9] Y.K. Rybin. Electronic Devices for Analog Signal Processing. Springer Series in Advanced Microelectronics. Springer, [10] T.L. Carroll και L.M. Pecora. Nonlinear Dynamics in Circuits. World Scientific, Γιάννης Λιαπέρδος 42

43 6.6. ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 6.6 Διαδραστικά στοιχεία 6.1 Αναστρέφων ενισχυτής με τελεστικό ενισχυτή Διαδραστική σελίδα Το αντικείμενο αφορά συνδεσμολογία τελεστικού ενισχυτή ως αναστρέφοντα ενισχυτή τάσης. Ο αναγνώστης διαθέτει τη δυνατότητα μεταβολής των παραμέτρων του κυκλώματος προκειμένου να επιτυγχάνει διάφορες τιμές απολαβής τάσης για διαφορετικά χαρακτηριστικά του σήματος εισόδου. Μπορείτε να αποκτήσετε πρόσβαση στο αντικείμενο με κλικ στον τίτλο του ή στο εικονίδιο. Το αντικείμενο είναι, επίσης, διαθέσιμο στην ιστοσελίδα του Κεφ. 6 του παρόντος συγγράμματος, στον Ελληνικό Συσσωρευτή Ακαδημαϊκών Ηλεκτρονικών Βιβλίων ( 6.2 Αθροιστής τάσεων με τελεστικό ενισχυτή Διαδραστική σελίδα Η συνδεσμολογία του συγκεκριμένου διαδραστικού αντικειμένου αφορά αθροιστή δύο τάσεων με τελεστικό ενισχυτή. Ο αναγνώστης μπορεί να μεταβάλλει τα χαρακτηριστικά των αθροιζόμενων τάσεων (τις AC και DC συνιστώσες τους και τη συχνότητά τους), καθώς και τον συντελεστή στάθμισης με τον οποίο συμμετέχει καθεμιά στο τελικό αποτέλεσμα. Μπορείτε να αποκτήσετε πρόσβαση στο αντικείμενο με κλικ στον τίτλο του ή στο εικονίδιο. Το αντικείμενο είναι, επίσης, διαθέσιμο στην ιστοσελίδα του Κεφ. 6 του παρόντος συγγράμματος, στον Ελληνικό Συσσωρευτή Ακαδημαϊκών Ηλεκτρονικών Βιβλίων ( 6.3 Συγκριτής Διαδραστική σελίδα Το αντικείμενο παρέχει στον αναγνώστη τη δυνατότητα μελέτης ενός κυκλώματος τελεστικού ενισχυτή σε συνδεσμολογία ανοιχτού βρόχου, το οποίο συμπεριφέρεται ως συγκριτής τάσεων. Μπορείτε να αποκτήσετε πρόσβαση στο αντικείμενο με κλικ στον τίτλο του ή στο εικονίδιο. Το αντικείμενο είναι, επίσης, διαθέσιμο στην ιστοσελίδα του Κεφ. 6 του παρόντος συγγράμματος, στον Ελληνικό Συσσωρευτή Ακαδημαϊκών Ηλεκτρονικών Βιβλίων ( 6.7 Οπτικοακουστικό υλικό 6.1 Ενισχυτής τάσης κοινού εκπομπού Video Σε αυτό το video παρουσιάζεται κύκλωμα ενισχυτή τάσης κοινού εκπομπού, στο εργαστήριο. Μπορείτε να αποκτήσετε πρόσβαση στο αντικείμενο με κλικ στον τίτλο του ή στο εικονίδιο. Το αντικείμενο είναι, επίσης, διαθέσιμο στην ιστοσελίδα του Κεφ. 6 του παρόντος συγγράμματος, στον Ελληνικό Συσσωρευτή Ακαδημαϊκών Ηλεκτρονικών Βιβλίων ( Εναλλακτικά, μπορείτε να δείτε το video στο. 43 Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Ηλεκτρονική. Ενότητα 7: Βασικές τοπολογίες ενισχυτών μιας βαθμίδας με διπολικά τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα 7: Βασικές τοπολογίες ενισχυτών μιας βαθμίδας με διπολικά τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα 7: Βασικές τοπολογίες ενισχυτών μιας βαθμίδας με διπολικά τρανζίστορ Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Περιεχόμενα ενότητας Ενισχυτής κοινού εκπομπού, ενισχυτής

Διαβάστε περισσότερα

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ Γιάννης Λιαπέρδος TI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Ιστορικά Στοιχεία Περιεχόμενα 1 Ιστορικά

Διαβάστε περισσότερα

ΛΥΣΕΙΣ (ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΩΝ) ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΩΡΙΑΣ

ΛΥΣΕΙΣ (ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΩΝ) ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΕΙ ΚΛΜΤΣ ΤΜΗΜ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΝΛΟΓΙΚ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚ Δ-ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΛΥΣΕΙΣ (ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΩΝ) ΣΚΗΣΕΩΝ ΘΕΩΡΙΣ Δίνεται το κύκλωμα του πιο κάτω σχήματος, όπου ο τελεστικός ενισχυτής

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

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

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

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

«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

«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

Ηλεκτρονική. Ενότητα 6: Η AC λειτουργία του διπολικού τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα 6: Η AC λειτουργία του διπολικού τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα 6: Η A λειτουργία του διπολικού τρανζίστορ Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Περιεχόμενα ενότητας Το μοντέλο μικρού σήματος του τρανζίστορ. Οι παράμετροι μικρού

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

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

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

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

Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ (μέσω προσομοίωσης) Γιάννης

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

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

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

Ακαδημαϊκό Έτος Εξάμηνο Εαρινό Α Εξεταστική Περίοδος Σημειώσεις : ανοικτές/κλειστές Διάρκεια εξέτασης: 2 ώρες. Ημ. εξέτασης:../../.

Ακαδημαϊκό Έτος Εξάμηνο Εαρινό Α Εξεταστική Περίοδος Σημειώσεις : ανοικτές/κλειστές Διάρκεια εξέτασης: 2 ώρες. Ημ. εξέτασης:../../. A(dB) ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ Μάθημα: Αναλογικά Ηλεκτρονικά Εισηγητής: Ηλίας Σταύρακας Θέμα 1 ο (μονάδες 3): Ακαδημαϊκό Έτος 201112 Εξάμηνο Εαρινό Α Εξεταστική Περίοδος Σημειώσεις :

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

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 7

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 7 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 7: Τελεστικός ενισχυτής Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Άδειες Χρήσης

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος

ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος Ο τελεστικός ενισχυτής μπορεί να συνδεθεί σε διάφορες συνδεσμολογίες δημιουργώντας πολύ χρήσιμα κυκλώματα. τόσο στα αναλογικά κυκλώματα

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

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

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. Ενότητα 4: Ενισχυτής κοινού εκπομπού. Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. Ενότητα 4: Ενισχυτής κοινού εκπομπού. Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι Ενότητα 4: Ενισχυτής κοινού εκπομπού Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

Διαβάστε περισσότερα

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 12: Καθρέφτες Ρεύματος και Ενισχυτές με MOSFETs

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 12: Καθρέφτες Ρεύματος και Ενισχυτές με MOSFETs Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 12: Καθρέφτες Ρεύματος και Ενισχυτές με MOSFETs Γιάννης Λιαπέρδος TEI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Ενισχυτής

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

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

Ηλεκτρονική. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ηλεκτρονική. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Ηλεκτρονική Ενότητα : Εισαγωγή Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Περιεχόμενα ενότητας Ανασκόπηση των βασικών εννοιών, κανόνων και θεωρημάτων των γραμμικών δικτυωμάτων: κανόνες

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

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

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

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

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

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Διάλεξη 4: Διπολικά Τρανζίστορ Δρ Δημήτριος Λαμπάκης ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ 1 Ηλεκτρονικές λυχνίες κενού Η εφεύρεση του τρανζίστορ υπήρξε αποτέλεσμα της προσπάθειας κατασκευής μιας

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: 978-960-93-7110-0 κωδ. ΕΥΔΟΞΟΣ:

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

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑ 4

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑ 4 Εφόσον το τρανζίστορ ενός ενισχυτή κοινού εκπομπού πολωθεί με το σημείο Q να βρίσκεται κοντά στο μέσο της DC γραμμής φορτίου, μπορεί να συνδεθεί ένα μικρό ac σήμα στη βάση. Με αυτόν τον τρόπο, παράγεται

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο : ΘΕΩΡΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο : ΘΕΩΡΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο : ΘΕΩΡΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ Ο βασικός στόχος του θεωρήματος αυτού είναι η μετατροπή της συνδεσμολογίας τύπου αστέρα σε τρίγωνα και το αντίθετο έτσι ώστε τα δίκτυα α και β να είναι ισοδύναμα

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

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

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

Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Συστημάτων Ενότητα 2: Γραμμικά δικτυώματα.

Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Συστημάτων Ενότητα 2: Γραμμικά δικτυώματα. Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Συστημάτων Ενότητα 2: Γραμμικά δικτυώματα. Αραπογιάννη Αγγελική Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Περιεχόμενα 1. Σκοποί ενότητας... 3 2. Περιεχόμενα ενότητας... 3 3. Γραμμικά

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

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

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

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 24/01/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ 24/01/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΘΕΜΑ 1 ο (1.5 μονάδες) (α) Να προσδιορίσετε την διακριτική ικανότητα (resolution) ενός ψηφιακού βτομέτρου με ενδείκτη (display) τριών ψηφίων και μέγιστη ένδειξη 99.9 olts. (0.5 μ.) (β) Στα ακόλουθα σχήματα

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

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

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

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 15/09/2016

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 15/09/2016 ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: /09/06 ΘΕΜΑ ο ( μονάδες) Στον πίνακα που ακολουθεί δίνονται οι τιμές της τάσης εξόδου ενός θερμοζεύγους χαλκού-κονσταντάνης για διάφορες τιμές

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

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

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική «Καθρέπτες ρεύματος, ενεργά φορτία και αναφορές τάσης ρεύματος» Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr ΤΗΜΜΥ Σκοπός διάλεξης Παρουσίαση των καθρεπτών ρεύματος και της χρήσης τους

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

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/02/2015

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/02/2015 ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: /0/0 ΘΕΜΑ ο (4 μονάδες) Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος, στον οποίο το τρανζίστορ πολώνεται στην ενεργό περιοχή λειτουργίας του με συμμετρικές

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο (3.5 μονάδες) V CC R C1 R C2. R s. v o v s R L. v i I 1 I 2 ΛΥΣΗ R 10 10

ΘΕΜΑ 1 ο (3.5 μονάδες) V CC R C1 R C2. R s. v o v s R L. v i I 1 I 2 ΛΥΣΗ R 10 10 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 0/0/0 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΝ ΕΦΑΡΜΟΓΝ0/0/0 ΣΕΙΡΑ B: 6:00 8:0 (Λ ΕΣ ) ΘΕΜΑ ο (.5 μονάδες) Οι -παράμεροι των τρανζίστορ του ενισχυτή του παρακάτω σχήματος είναι: e 5 k,

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 Περιεχόμενα ενότητας Μεθοδολογία D ανάλυσης των κυκλωμάτων με διπολικά τρανζίστορ

Διαβάστε περισσότερα

ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ AC-DC. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΒΑΣΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ - ΑΠΛΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ AC-DC. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΒΑΣΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ - ΑΠΛΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ AC-DC ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΒΑΣΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ - ΑΠΛΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Βασικά στοιχεία κυκλωμάτων Ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα αποτελείται από: Πηγή ενέργειας (τάσης ή ρεύματος) Αγωγούς Μονωτές

Διαβάστε περισσότερα

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων H Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Από την προηγούμενη διάλεξη Στην ανάλυση πλεγμάτων, εφαρμόζουμε τον νόμο τάσης του Kirchhoff σε όλα τα πλέγματα του κυκλώματος. Τα ρεύμα σε ένα συγκεκριμένο πλέγμα εκφράζεται

Διαβάστε περισσότερα

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 6: Λογικές πύλες και λογικά κυκλώματα

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 6: Λογικές πύλες και λογικά κυκλώματα K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 6: Λογικές πύλες και λογικά κυκλώματα Γιάννης Λιαπέρδος TEI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Λογικές πύλες Περιεχόμενα 1 Λογικές πύλες

Διαβάστε περισσότερα

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Κεφάλαιο 7: Μεταβατική απόκριση κυκλωμάτων RL και RC Οι διαφάνειες ακολουθούν το βιβλίο του Κων/νου Παπαδόπουλου «Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων» ISBN: 9789609371100 κωδ. ΕΥΔΟΞΟΣ:

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

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

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 5 ΧΡΟΝΙΑ ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑΤΑ ΟΜΑΔΑ Α Α. ια τις ημιτελείς προτάσεις Α. έως Α.4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και, δίπλα σε κάθε αριθμό,

Διαβάστε περισσότερα

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131 Περιεχόμενα v ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΔΙΟΔΟΙ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ...1 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...1 1.2 ΥΛΙΚΑ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ: Ge, Si ΚΑΙ GaAs...2 1.3 ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ ΚΑΙ ΕΝΔΟΓΕΝΗ ΥΛΙΚΑ...3 1.4 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΣΤΑΘΜΕΣ...6 1.5 ΕΞΩΓΕΝΗ

Διαβάστε περισσότερα

Ισοδύναμα Κυκλώματα και Μετασχηματισμοί

Ισοδύναμα Κυκλώματα και Μετασχηματισμοί Πανεπιστήμιο Κρήτης Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών ΗΥ-121: Ηλεκτρονικά Κυκλώματα Γιώργος Δημητρακόπουλος Άνοιξη 2008 Ισοδύναμα Κυκλώματα και Μετασχηματισμοί Ισοδύναμα Κυκλώματα Thevenin-Norton Θεωρούμε ένα

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Σχ.7.1. Σύµβολο κοινού τελεστικού ενισχυτή και ισοδύναµο κύκλωµα.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Σχ.7.1. Σύµβολο κοινού τελεστικού ενισχυτή και ισοδύναµο κύκλωµα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 7. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Ο τελεστικός ενισχυτής εφευρέθηκε κατά τη διάρκεια του δεύτερου παγκοσµίου πολέµου και. χρησιµοποιήθηκε αρχικά στα συστήµατα σκόπευσης των αντιαεροπορικών πυροβόλων για

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ενισχυτές Ασθενών Σημάτων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ενισχυτές Ασθενών Σημάτων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ενισχυτές Ασθενών Σημάτων Στον χώρο της ηλεκτρονικής οι ενισχυτές είναι ευρέως χρησιμοποιούμενες διατάξεις με τις οποίες μπορούμε να ενισχύσουμε ένα σήμα με σχετικά μικρό πλάτος (πχ. το σήμα

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο υο: Τελεστικοί Ενισχυτές

Κεφάλαιο υο: Τελεστικοί Ενισχυτές Κεφάλαιο υο: 2.1 Γενικά περί ενισχυτών Ο ιδανικός τελεστικός ενισχυτής είναι κατά αρχήν ένας ενισχυτής (amplifier). Ο ενισχυτής είναι από τα σηµαντικότερα δοµικά υλικά των αναλογικών ηλεκτρονικών. Στην

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

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

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ 1 1. ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ Κύκλωμα είναι ένα σύνολο ηλεκτρικών πηγών και άλλων στοιχείων που είναι συνδεμένα μεταξύ τους και διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα από

Διαβάστε περισσότερα

Κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση

Κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση Κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση Κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση ονομάζονται εκείνα στα οποία επιβάλλεται τάση της μορφής: = ( ω ϕ ) vt V sin t όπου: V το πλάτος (στιγμιαία μέγιστη τιμή) της τάσης ω

Διαβάστε περισσότερα

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design

Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων. Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design Υ52 Σχεδίαση Ψηφιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων και Συστημάτων Δεληγιαννίδης Σταύρος Φυσικός, MsC in Microelectronic Design TEI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε.

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

ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Στυλιανός Τσίτσος

ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Στυλιανός Τσίτσος ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΥΨΗΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ (Θ) Ενότητα 1: Μικροκυματικές Διατάξεις ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Στυλιανός Τσίτσος ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό

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

Άσκηση 7 1. Άσκηση 7: Θεώρημα επαλληλίας

Άσκηση 7 1. Άσκηση 7: Θεώρημα επαλληλίας Άσκηση 7 1 Άσκηση 7: Θεώρημα επαλληλίας α) Θεωρητικό μέρος Έχουμε ένα κύκλωμα με δύο διεγέρσεις, δύο πηγές τάσης (Σχήμα 1). Στο κύκλωμα αυτό αναπτύσσονται έξι αποκρίσεις, τρία ρεύματα και τρεις τάσεις,

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

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΘΕΩΡΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΘΕΩΡΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΘΕΩΡΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ 1 1. ΘΕΩΡΗΜΑ KENNELLY (ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΡΙΓΩΝΟΥ ΑΣΤΕΡΑ) Ο βασικός στόχος του θεωρήματος αυτού είναι η μετατροπή της συνδεσμολογίας τύπου αστέρα σε τρίγωνα

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3. Εισαγωγή στους Τελεστικούς Ενισχυτές - Γραμμική - Μη Γραμμική Λειτουργία - Απλά κυκλώματα

Κεφάλαιο 3. Εισαγωγή στους Τελεστικούς Ενισχυτές - Γραμμική - Μη Γραμμική Λειτουργία - Απλά κυκλώματα Κεφάλαιο 3. Εισαγωγή στους Τελεστικούς Ενισχυτές - Γραμμική - Μη Γραμμική Λειτουργία - Απλά κυκλώματα Σύνοψη Στο κεφάλαιο αυτό εισάγεται η έννοια του τελεστικού ενισχυτή και αναλύονται οι βασικές αρχές

Διαβάστε περισσότερα

v(t) = Ri(t). (1) website:

v(t) = Ri(t). (1) website: Αλεξάνδρειο Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ιδρυμα Θεσσαλονίκης Τμήμα Μηχανικών Αυτοματισμού Μαθηματική Μοντελοποίηση και Αναγνώριση Συστημάτων Μαάιτα Τζαμάλ-Οδυσσέας 10 Μαρτίου 2017 1 Βασικά μεγέθη ηλεκτρικών

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 2 η : ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ

ΑΣΚΗΣΗ 2 η : ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΤΕΙ ΚΑΛΑΜΑΤΑΣ - ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΣΠΑΡΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΑΣΚΗΣΗ 2 η : ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΗΤΡΩΟΥ:.. ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΗΤΡΩΟΥ:.. Α. ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΥΝΕΧΟΥΣ

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 13. Θεωρήματα Δικτύων

Άσκηση 13. Θεωρήματα Δικτύων Άσκηση Θεωρήματα Δικτύων. Θεώρημα Βρόχων ΣΚΟΠΟΣ Πειραματική επαλήθευση της μεθόδου των βρογχικών ρευμάτων. ΘΕΩΡΙΑ Με τη μέθοδο των βρογχικών ρευμάτων, η επίλυση ενός κυκλώματος στηρίζεται στον υπολογισμό

Διαβάστε περισσότερα

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 7-8: Ανάλυση και σύνθεση συνδυαστικών λογικών κυκλωμάτων

K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 7-8: Ανάλυση και σύνθεση συνδυαστικών λογικών κυκλωμάτων K15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 7-8: Ανάλυση και σύνθεση συνδυαστικών λογικών κυκλωμάτων Γιάννης Λιαπέρδος TEI Πελοποννήσου Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ Η έννοια του συνδυαστικού

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

Αρχές και Θεωρήματα Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Αρχές και Θεωρήματα Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Ανάλυση Κυκλωμάτων Αρχές και Θεωρήματα Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Φώτης Πλέσσας fplessas@inf.uth.gr Αρχή της επαλληλίας Θεώρημα της αντικατάστασης Εισαγωγή Θεωρήματα Thevenin και Norton Μετατόπιση των πηγών

Διαβάστε περισσότερα