1 1+ Η εφαρµογή ανάδρασης υποβιβάζει την αντίσταση εξόδου στην τιµή

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "1 1+ Η εφαρµογή ανάδρασης υποβιβάζει την αντίσταση εξόδου στην τιµή"

Σαούλ Καραμανλής
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 V o g S o ( R r ), m Επειδή β, είναι Τ V,. Το κέρδος κλειστού βρόχου υπολογίζεται ως Vf, 0,957, Η αντίσταση εισόδου είναι ίση µε ΜΩ. Η αντίσταση εξόδου είναι z o 5 k 40k 4, 44kΩ Η εφαρµογή ανάδρασης υποβιβάζει την αντίσταση εξόδου στην τιµή z of 4,44kΩ 9, 4Ω, Η συµβατική ανάλυση του κυκλώµατος µε βάση τη θεωρία του 7 ου κεφαλαίου του βιβλίου δίνει Vf 0,96, R ΜΩ και R ο 9 Ω..3 Για το κύκλωµα ενισχυτή δύο βαθµίδων, να βρεθεί το κέρδος τάσης και οι αντιστάσεις εισόδου και εξόδου. Για τα τρανζίστορ δίνονται β β 00, r o. Το δυναµικό στη βάση των τρανζίστορ είναι ίσο µε 0,88 V. Το ρεύµα εκποµπού των τρανζίστορ υπολογίζεται ως

2 I E 0,88V 0,7V 0k k ,4m εποµένως r e r e 65 Ω. Η αντίσταση ανάδρασης των 0 kω δειγµατοληπτεί την τάση εξόδου και προσθέτει το αποτέλεσµα σε σειρά µε την είσοδο. Έχουµε εποµένως τοπολογία ανάδρασης τάσης-σειράς. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο βραχυκυκλώνουµε την έξοδο οπότε η αντίσταση ανάδρασης 0 kω παραλληλίζεται µε την αντίσταση εκποµπού του Q. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο διακόπτουµε το ρεύµα στο βρόχο εισόδου οπότε οι αντιστάσεις R f και R E συνδέονται σε σειρά µε τον κόµβο εξόδου. Το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου είναι το παρακάτω Για τα τρανζίστορ εύκολα υπολογίζονται οι τιµές των αντιστάσεων προς τη βάση ως z b 6,56 kω και z b 6,57 kω. Η αντίσταση εισόδου του ου σταδίου είναι z b 0k k 6,57k 4, 95kΩ Το κέρδος τάσης του ου και ου σταδίου ενίσχυσης υπολογίζεται ως 5k 4,95k k 4,7k ( 0k+ 00) 65,7 Το κέρδος τάσης ανοιχτού βρόχου εποµένως είναι Ο συντελεστής ανάδρασης είναι 49,3 (,7) ( 49,3) 9 ( db) V 6 00 β 00+ 0k 0,

3 και ο λόγος επιστροφής Τ βα V,08. Το κέρδος κλειστού βρόχου έχει την τιµή,08 Vf 9,65 3dB 0,0099,08 ( 39, ) Η αντίσταση στη βάση του Q z b 6,56 kω αυξάνεται λόγω της εφαρµογής ανάδρασης σε z f (,08) 6,56k Ω b 00k Η αντίσταση εισόδου του κυκλώµατος είναι z 0k 0k 00k 8, kω Η αντίσταση εξόδου ανοιχτού βρόχου έχει την τιµή f z o ( ) Ω 4,7k k 307 Με την εισαγωγή ανάδρασης τάσης η αντίσταση εξόδου µειώνεται σε z of , Ω, Για το παρακάτω κύκλωµα ενισχυτή, να υπολογιστεί το κέρδος τάσης και οι αντιστάσεις εισόδου και εξόδου. Για τα τρανζίστορ δίνονται β β 00, r o. Τα ρεύµατα συλλέκτη των τρανζίστορ υπολογίζονται ως 0,7V I C 00µ 6,8k 3,5V I C 00µ 750µ από όπου υπολογίζουµε τις τιµές r e 60 Ω, r e 35 Ω, z b 3,53 kω

4 Η τάση εξόδου δειγµατοληπτείται από το διαιρέτη τάσης των αντιστάσεων 3,3 kω και το σήµα ανάδρασης προστίθεται σε σειρά µε την είσοδο. Έχουµε εποµένως τοπολογία ανάδρασης τάσης-σειράς. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο βραχυκυκλώνουµε την έξοδο οπότε ο συνδυασµός αντιστάσεων εµφανίζεται στον εκποµπό του Q. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο διακόπτουµε το ρεύµα στο βρόχο εισόδου οπότε το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου είναι όπως παρακάτω Το κέρδος τάσης για τα τρανζίστορ Q και Q υπολογίζεται ως 6,8k 3,53k Το κέρδος τάσης ανοιχτού βρόχου εποµένως είναι, 88,6 V (,) ( 88,6) 30 Ο συντελεστής ανάδρασης είναι β + 0,5 και η τιµή του λόγου επιστροφής Τ βα V 5. Το κέρδος κλειστού βρόχου έχει την τιµή Vf 0,5 5,983 5 Η αντίσταση εισόδου στη βάση του Q είναι ( 60+ ) 9, Ω z 0 9k

5 και αυξάνεται λόγω της εφαρµογής ανάδρασης σε ( 5) 9,9, ΜΩ z b f k 4 Η αντίσταση εξόδου ανοιχτού βρόχου έχει την τιµή z o 3,3k + 6, 6kΩ Με την εφαρµογή ανάδρασης τάσης η αντίσταση εξόδου µειώνεται σε z of 6,6k 57, Ω Για τον ενισχυτή του σχήµατος να υπολογιστούν το κέρδος τάσης και οι αντιστάσεις εισόδου και εξόδου. Για τα MOSFET δίνονται K n K p 0,05 /V, V TN, V, V TP -, V, λ Ν 0, V -, λ P 0,5 V -. Το dc ρεύµα σε κάθε σκέλος του διαφορικού ενισχυτή είναι ίσο µε 50 µα. Από τις παραµέτρους των MOSFET υπολογίζουµε g mn g mp 7,07 ms, r on 40 kω, r op 6,7 kω. Η τάση εξόδου δειγµατοληπτείται από το διαιρέτη τάσης των αντιστάσεων R και R και το σήµα ανάδρασης προστίθεται στο βρόχο εισόδου. Έχουµε εποµένως τοπολογία ανάδρασης τάσης-σειράς. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο βραχυκυκλώνουµε την έξοδο οπότε ο συνδυασµός αντιστάσεων R R εµφανίζεται στην πύλη του Μ. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο διακόπτουµε το ρεύµα στο βρόχο εισόδου οπότε ο συνδυασµός αντιστάσεων R + R εµφανίζεται παράλληλα µε την έξοδο. Το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου φαίνεται στο παρακάτω σχήµα

6 Το ρεύµα στην εκροή του Μ είναι ίσο µε id g m. Λόγω του καθρέφτη αυτό το ρεύµα καθρεφτίζεται και στην εκροή του Μ. Είναι [ r o r o 4 ( R + R) ] g m [ r o r o 4 ( R + R )] o i d Το κέρδος τάσης ανοιχτού βρόχου ισούται µε V o g m 7,07x0 [ r r ( R + R )] 3 o o4 [ 40k 6,7k ( 56k+ 0k) ] 06, 8 Ο συντελεστής ανάδρασης είναι 56k β 56k+ 0k 0,03 και εποµένως Τ βα V,7. Το κέρδος τάσης κλειστού βρόχου έχει την τιµή Vf 0,03,7,7 4,7 Η αντίσταση εισόδου προς την πύλη του Μ είναι άπειρη και αυξάνεται µε την εφαρµογή ανάδρασης. Εποµένως η αντίσταση εισόδου είναι ίση µε ΜΩ. Η αντίσταση εξόδου ανοιχτού βρόχου έχει την τιµή ( 56k+ 0k) 5, Ω z o 40 k 6,7 k Με την εφαρµογή ανάδρασης η αντίσταση εξόδου µειώνεται σε z of 5,k Ω,

7 .6 Για τον ενισχυτή του σχήµατος να υπολογιστούν η διαντίσταση κλειστού βρόχου, το κέρδος τάσης και οι τιµές των αντιστάσεων εισόδου και εξόδου. Θεωρείστε ότι τα τρανζίστορ έχουν κέρδος ρεύµατος h fe 00 και τάση Early V Α 00V. Το ρεύµα που παρέχει η πηγή ρεύµατος γύρω από το Q έχει τιµή I,7V 0,7V 00 C I C 0m από όπου υπολογίζουµε τις τιµές r e r e 6Ω και r o r o 0 kω. H αντίσταση R f προσθέτει το σήµα ανάδρασης υπό τη µορφή ρεύµατος παράλληλα στον κόµβο εισόδου. Εποµένως έχουµε τοπολογία ανάδρασης τάσης-παράλληλα. Για τον υπολογισµό της διαντίστασης βρίσκουµε το κατά Norton ισοδύναµο της πηγής. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο του ενισχυτή βραχυκυκλώνω την έξοδο οπότε η αντίσταση R f εµφανίζεται παράλληλα στη βάση του Q. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο βραχυκυκλώνουµε την είσοδο. Η αντίσταση R f εµφανίζεται παράλληλα στην πηγή ρεύµατος γύρω από το Q. Το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου φαίνεται παρακάτω Η πηγή ρεύµατος στο συλλέκτη του Q ισοδυναµεί µε φορτίο τιµής [ + g ( r R )] r [ 0,385(,6k 00) ] 0k Ω RL m π E o 75k

8 Η αντίσταση στη βάση του Q είναι ίση µε z b 0,6 63 Ω. Το ρεύµα στη βάση του τρανζίστορ υπολογίζεται ως ( 0k 68k) ( 0k+ 68k) + i b i 0,97i 63 ( ) Η τάση εξόδου είναι ( R R r ) 00i ( 75k 68k 0k) 86600i ( ) o h feib L f o b b Συνδυάζοντας τις () και () η τιµή της διαντίστασης ανοιχτού βρόχου προκύπτει ως R o 835, kω i m 8 Ο συντελεστής ανάδρασης υπολογίζεται ως i f β o 68kΩ Ο λόγος επιστροφής έχει την τιµή T β Rm 835,8kΩ,3 68kΩ Η διαντίσταση για τον ενισχυτή κλειστού βρόχου υπολογίζεται από τη σχέση,3 R mf 68 k 6, 9kΩ,3 Η αντίσταση εισόδου του κυκλώµατος υπολογίζεται ως R 68k 63 6Ω Η αντίσταση εισόδου µετά την εφαρµογή ανάδρασης ελαττώνεται στην τιµή R f 6 9, Ω,3 7 Η πηγή βλέπει αντίσταση εισόδου ίση µε 0k + 9,7 009,7 Ω. Η αντίσταση εξόδου έχει την τιµή R o 75 k 68k 0k 8, 6kΩ Μετά την εφαρµογή ανάδρασης η αντίσταση εξόδου ελαττώνεται σε

9 R of 8,6k Ω,3 648 Για τον υπολογισµό του κέρδους τάσης γράφουµε Vf o o i 0k 6,9k 0k 6,9.7 Για τον ενισχυτή κοινού εκποµπού βρείτε το κέρδος τάσης και τις αντιστάσεις εισόδου και εξόδου. Για το τρανζίστορ θεωρείστε β 00, I C m. Το δικτύωµα ανάδρασης είναι η αντίσταση R E η οποία δειγµατοληπτεί το ρεύµα εξόδου και προσθέτει το σήµα ανάδρασης στο βρόχο εισόδου. Συνεπώς, πρόκειται για ανάδραση ρεύµατος-σειράς. Για να υπολογίσουµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην είσοδο διακόπτω το βρόχο εξόδου οπότε η αντίσταση R E εµφανίζεται στο βρόχο εισόδου. Για να βρούµε το φόρτο που προκαλεί η ανάδραση στην έξοδο διακόπτουµε το βρόχο εισόδου και εποµένως η αντίσταση R E εµφανίζεται στο βρόχο εξόδου. Το ισοδύναµο κύκλωµα ανοιχτού βρόχου είναι το παρακάτω Για να υπολογίσω το κέρδος τάσης αντικαθιστώ το τρανζίστορ µε το ισοδύναµο του κύκλωµα

Σχετικά έγγραφα

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: