ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΟΥ TRANSISTOR ΠΕΙΡΑΜΑ 3

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΟΥ TRANSISTOR ΠΕΙΡΑΜΑ 3"

Αγάπη Μπότσαρης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Ο πιο απλός τρόπος για να χρησιμοποιηθεί ένα τρανζίστορ είναι σαν διακόπτης, λειτουργώντας είτε σε κορεσμό, είτε σε αποκοπή. Όταν ένα τρανζίστορ βρίσκεται σε κορεσμό, εμφανίζεται ως ένας κλειστός διακόπτης μεταξύ των ακροδεκτών συλλέκτη και εκπομπού. Όταν βρίσκεται σε αποκοπή, συμπεριφέρεται ως ανοιχτός διακόπτης. Λόγω της μεγάλης διακύμανσης του κέρδους ρεύματος β dc, χρησιμοποιείται ο σκληρός κορεσμός για τα τρανζίστορ διακόπτες. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει αρκετό ρεύμα βάσης για την εξασφάλιση κορεσμού του τρανζίστορ κάτω από όλες τις συνθήκες λειτουργίας. Ένας άλλος τρόπος χρήσης του τρανζίστορ είναι ως πηγή ρεύματος. Σε αυτήν την περίπτωση, η αντίσταση της βάσης παραλείπεται και η τάση τροφοδοσίας συνδέεται απευθείας με τον ακροδέκτη της βάσης. Για να ρυθμιστεί το επιθυμητό ρεύμα συλλέκτη, χρησιμοποιείται μια αντίσταση εκπομπού. Το ρεύμα του συλλέκτη ισούται με (V BB V BE )/R E. Το ρεύμα του συλλέκτη ρέει μέσω της αντίστασης, η οποία είναι συνδεδεμένη μεταξύ του συλλέκτη και της θετικής τάσης τροφοδοσίας. Στο πείραμα αυτό, θα σχεδιάσετε ένα τρανζίστορ διακόπτη και ένα τρανζίστορ πηγή ρεύματος. Θα έχετε επίσης την ευκαιρία να κατασκευάσετε αυτά τα κυκλώματα και να αντιμετωπίσετε διάφορα προβλήματα πάνω σε αυτά. ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ 2 Τροφοδοτικά: με ρυθμιζόμενη τάση από 0 μέχρι 15 V 3 1/2 W αντιστάσεις: 1kΩ, 10kΩ, 220 Ω 1 LED: L53RD (ή ισοδύναμο με κόκκινο LED) 3 Τρανζίστορ: 2Ν Ψηφιακό πολύμετρο ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ 1. Στο Σχήμα 3-1, να υπολογιστούν τα I B, I C και V CE. Να καταγραφούν οι απαντήσεις στον Πίνακα Να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του Σχήματος 3-1. Να μετρηθούν και να καταγραφούν οι ποσότητες του Πίνακα Να επαναληφθούν τα βήματα 1 και 2 για διαφορετικά τρανζίστορ. Να αλλαχθεί το κέρδος ρεύματος β dc των τρανζίστορ 2 και 3 σε 150 και 100 αντίστοιχα. Σχήμα 3-1 Σελίδα 1

2 ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΩΣ ΠΗΓΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 4. Στο Σχήμα 3-2, να υπολογιστούν όλες οι ποσότητες που εμφανίζονται στον Πίνακα Να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του Σχήματος 3-2. Να μετρηθούν και να καταγραφούν οι ποσότητες του Πίνακα Να επαναληφθούν τα βήματα 4 και 5 για τα άλλα τρανζίστορ. Σχήμα 3-2 ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ 7. Στο Σχήμα 3-1, υποθέστε ότι η αντίσταση βάσης είναι ανοιχτή. Να εκτιμηθεί και να καταγραφεί η τάση του συλλέκτη στον Πίνακα Να επαναληφθεί το βήμα 7 για τα υπόλοιπα προβλήματα του Πίνακα Να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του Σχήματος 3-1 για όλα τα προβλήματα που αναφέρονται στον Πίνακα 3-3. Να μετρηθούν και να καταγραφούν οι ποσότητες στον Πίνακα Στο Σχήμα 3-2, υποθέστε ότι η αντίσταση εκπομπού είναι ανοιχτή. Να εκτιμηθούν και να καταγραφούν όλες οι τάσεις που εμφανίζονται στον Πίνακα Να επαναληφθεί το βήμα 10, για κάθε ένα πρόβλημα που εμφανίζεται στον Πίνακα Να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του Σχήματος 3-2 για κάθε ένα πρόβλημα που εμφανίζεται στον Πίνακα 3-4. Να μετρηθούν και να καταγραφούν όλες οι ποσόσητες. ΚΡΙΤΙΚΗ ΣΚΕΨΗ 13. Να επιλεχθεί μία αντίσταση συλλέκτη στο Σχήμα 3-1, ώστε να παράγεται ρεύμα συλλέκτη περίπου 30 ma. Να υπολογιστούν και να καταγραφούν οι ποσότητες του Πίνακα Να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του Σχήματος 3-1 με την νέα αντίσταση συλλέκτη. Να μετρηθούν και να καταγραφούν οι ποσότητες του Πίνακα Να επιλεχθεί μια αντίσταση εκπομπού στο Σχήμα 3-2, ώστε να παράγεται ρεύμα εκπομπού περίπου 30 ma. Να υπολογιστούν και να καταγραφούν οι ποσότητες του Πίνακα Να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του Σχήματος 3-2 με τη νέα αντίσταση εκπομπού. Να μετρηθούν και να καταγραφούν οι ποσότητες του Πίνακα 3-5. Σελίδα 2

3 ΕΦΑΡΜΟΓΗ (ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΟ) 17. Να μετρηθεί η αντίσταση φωτός και σκοταδιού από φωτοκύτταρα καδμίου-σουλφιδίου, όπως το Radi Shack , μία συστοιχία από πέντε φωτοαντιστάσεις, συσκευές των οποίων η αντίσταση μεταβάλλεται σύμφωνα με την ποσότητα του εισερχόμενου φωτός. 18. Να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του Σχήματος 3-3. Να προσαρμοστεί η τάση της πηγής μέχρι το LED να φωτοβολεί αμυδρά. Καλύψτε το φωτοκύτταρο και παρατηρήστε κατά πόσο το LED γίνεται φωτεινότερο ή όχι. Επαναλάβετε το πείραμα για διαφορετικά φωτοκύτταρα. Σχήμα 3-3 ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΕΡΓΑΣΙΑ (ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΟ) 19. Να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του Σχήματος 3-4. Να καταγραφεί εάν το LED είναι αναμμένο ή όχι για κάθε θέση του διακόπτη. 20. Να πραγματοποιηθεί η συνδεσμολογία του Σχήματος 3-5. Για κάθε θέση του διακόπτη, να συγκριθούν τα LED, καταστάσεις αναμμένου και σβηστού, σε σχέση με τις καταγεγραμμένες τιμές του βήματος 19. Τι παρατηρείτε; Σχήμα 3-4 Σχήμα 3-5 Σελίδα 3

4 Ονοματεπώνυμο: Α.Ε.Μ.: Ημερομηνία: ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΓΙΑ ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ 3 Πίνακας 3-1 Τρανζίστορ διακόπτης Θεωρητικές τιμές MultiSim Τρανζίστορ I B I C V CE I B I C V CE Πίνακας 3-2 Τρανζίστορ ως πηγή ρεύματος Θεωρητικές τιμές MultiSim Τρανζίστορ V E I C V CE V E I C V CE Πίνακας 3-3 Αντιμετώπιση προβλημάτων - τρανζίστορ διακόπτης Πρόβλημα Θεωρητικές τιμές V c MultiSim τιμές V c Ανοιχτή αντίσταση 10 kω Ανοιχτή αντίσταση 1 kω Βραχυκύκλωμα C-E Ανοιχτοκύκλωμα C-E Πίνακας 3-4 Αντιμετώπιση προβλημάτων - τρανζίστορ ως πηγή ρεύματος Πρόβλημα Θεωρητικές τιμές MultiSim V C V E V C V E Ανοιχτή αντίσταση 220 Ω Βραχυκύκλωμα C-E Ανοιχτοκύκλωμα C-E Πίνακας 3-5 Κριτική σκέψη Θεωρητικές τιμές MultiSim Τρανζίστορ R V E I C V E I C %Errr Διακόπτης Πηγή ρεύματος Σελίδα 4

5 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ 3 1. Στο Σχήμα 3-1, η αναλογία ρεύματος συλλέκτη προς ρεύμα βάσης είναι πιο κοντά στο: (a) 1 (b) 10 (c) 100 (d) Οι μετρούμενες τάσεις V CE του Πίνακα 3-1 δηλώνουν ότι η τάση συλλέκτη είναι περίπου: (a) 0 (b) 2 V (c) 4 V (d) 8 V 3. Στην πηγή ρεύματος του Σχήματος 3-2, η τάση εκπομπού είναι πιο κοντά στο: (a) 0.7 V (b) 4.3 V (c) 5 V (d) 10 V 4. Όταν το τρανζίστορ βρίσκεται σε βαθύ κορεσμό, οι ακροδέκτες συλλέκτη εκπομπού βρίσκονται σε: (a) Βραχυκύκλωμα (b) Ανοιχτοκύκλωμα (c) Ενεργό περιοχή (d) Αποκοπή 5. Σε ένα τρανζίστορ που λειτουργεί σαν πηγή ρεύματος, ο εκπομπός απέχει V BE τάση από: (a) Τάση βάσης (b) Τάση εκπομπού (c) Τάση συλλέκτη (d) ρεύμα συλλέκτη 6. Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ ενός τρανζίστορ που λειτουργεί ως διακόπτης και ενός τρανζίστορ που λειτουργεί σαν πηγή ρεύματος. ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ 7. Κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων σε ένα τρανζίστορ διακόπτη, όπως στο Σχήμα 3-1, παρατηρείτε ότι η τάση του συλλέκτη είναι πάντα μηδέν. Αν το LED είναι αναμμένο, ποιο είναι το πρόβλημα; 8. Να ερμηνευτούν οι μετρούμενες τιμές τάσεις του συλλέκτη και του εκπομπού, όταν η αντίσταση του εκμπομπού είναι ανοιχτή στο Σχήμα 3-2. ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ 9. Γιατί χρησιμοποιείται ο βαθύς κορεσμός για το τρανζίστορ που λειτουργεί ως διακόπτης; Σελίδα 5

6 ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ Κέρδος ρεύματος β dc Ρεύμα εκπομπού Ρεύμα συλλέκτη Ρεύμα βάσης Ρεύμα συλλέκτη εκπομπού Τάση συλλέκτη εκπομπού Σελίδα 6

Σχετικά έγγραφα

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