ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

Σχετικά έγγραφα
ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

Εργαστηριακές Ασκήσεις

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ι Ο ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Εργαστήριο Συστημάτων VLSI και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών. Γεώργιος Τσιατούχας

Το διπολικό τρανζίστορ

Πόλωση των Τρανζίστορ

3 η ΕΝΟΤΗΤΑ. Το διπολικό τρανζίστορ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ

ΑΣΚΗΣΗ 2 η : ΟΡΓΑΝΑ ΚΑΙ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

Ερωτήσεις στην ενότητα: Γενικά Ηλεκτρονικά

5. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΑΡΝΗΤΙΚΗ ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ


Ενισχυτής Κοινού Εκπομπού

Πανεπιστήµιο Κύπρου Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εργαστήριο Κυκλωµάτων και Μετρήσεων

Κεφάλαιο Ένα: ιπολικά Transistor

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

8. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ PUSH-PULL

του διπολικού τρανζίστορ

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης

Άσκηση 10 Στοιχεία ηλεκτρονικής τεχνολογίας

Εργαστηριακές Ασκήσεις ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

4. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΑΜΕΣΗ ΣΥΖΕΥΞΗ

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI

V CB V BE. Ορθό ρεύμα έγχυσης οπών. Συλλέκτης Collector. Εκπομπός Emitter. Ορθό ρεύμα έγχυσης ηλεκτρονίων. Ανάστροφο ρεύμα κόρου.

ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ PUSH-PULL

Το Τρανζίστορ ως Ενισχυτής (ΙΙ)

R 1. Σχ. (1) Σχ. (2)

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

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Εργαστήριο Συστημάτων VLSI και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών. Γεώργιος Τσιατούχας

Πανεπιστήµιο Κύπρου. Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

Άσκηση 7. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET)

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας

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

Βασικές Λειτουργίες των TR

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

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

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΚΟΙΝΟΥ ΕΚΠΟΜΠΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑ 4

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Ο Τελεστικός ενισχυτής 741

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΗ ΙΟ ΟΣ 1

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΤΑΞΗΣ Α ME TO MULTISIM

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

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ

1η Εργαστηριακή Άσκηση: Απόκριση κυκλώµατος RC σε βηµατική και αρµονική διέγερση

Ενισχυτές Ισχύος σε τάξη Β

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ;

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Διαφορικός ενισχυτής

Ηλεκτρονική. Ενότητα: 4 Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Εργαστήριο Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Υπεύθυνος καθηγητής Πλέσσας Φώτιος

7. ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ

SPICE Directive:.model NBJT npn(is = 2f Bf = 100)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Σχ.3.1. Συνδεσµολογία κοινού εκποµπού (npn).

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

Φίλτρα διέλευσης: (α) χαμηλών συχνοτήτων (β) υψηλών συχνοτήτων

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΑΡΝΗΤΙΚΗ ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ

Κεφάλαιο 7. Κυκλώματα με Διπολικά Τρανζίστορ Επαφής σε Γραμμική Λειτουργία - Ενισχυτές

Κεφάλαιο 6. Κυκλώματα με διπολικό τρανζίστορ επαφής (BJT) Λειτουργία διακόπτη

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Τελεστικός ενισχυτής

Πανεπιστήµιο Κύπρου Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Εργαστήριο Κυκλωµάτων και Μετρήσεων

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

Πείραμα. Ο Διαφορικός Ενισχυτής. Εξοπλισμός. Διαδικασία

Διπολικά τρανζίστορ (BJT)

2 η ΕΝΟΤΗΤΑ. Δίοδοι - Επαφή pn. 4 ο 5 ο 6 ο Εργαστήριο ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. Ενότητα 3: Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Επ. Καθηγητής Γαύρος Κωνσταντίνος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

4 η ΕΝΟΤΗΤΑ. Το MOSFET

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ενισχυτές Ασθενών Σημάτων

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ

2η Εργαστηριακή Άσκηση: ιαγράµµατα Bode και εφαρµογή θεωρήµατος Thevenin

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

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

ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ

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

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

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

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

ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΠΕ ΙΟΥ (FET)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Άσκηση Transistors επίδραση Πεδίου (JFET)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. 1. Ημιαγωγική γ δίοδος Ένωση pn 2. Τρανζίστορ FET

vergina.eng.auth.gr/kontoleon 1 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙΙ ευτέρα, , 9 π..µ (Αιθ. 1-7, ιάρκεια Εξετ. 3 hr)

Ερώτηση 3 (2 µον.) Ε 1. ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι,2 η ΕΞΕΤ. ΠΕΡΙΟ. ΕΑΡ. ΕΞΑΜΗΝΟΥ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Διπολικά Τρανζίστορ

3. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΣΥΖΕΥΞΗ ΜΕΣΩ ΠΥΚΝΩΤΗ

ΗΜΥ 203 Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων. Εργαστηριακή Αναφορά ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 5 ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΛΗΣ ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΗΣ ΒΑΘΜΙΔΑΣ

Τρανζίστορ διπολικής επαφής (BJT)

9. Ενισχυτικές ιατάξεις- Ι.Σ. ΧΑΛΚΙΑ ΗΣ διαφάνεια 1 9. ΕΝΙΣΧΥΤΙΚΕΣ ΙΑΤΑΞΕΙΣ. Βασική λειτουργία ενισχυτικής διάταξης: να

2 η ενότητα ΤΑ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΣΤΙΣ ΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ

ΗΥ335: Προχωρημένη Ηλεκτρονική

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 6

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙO ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

Ηλεκτρονική. Ενότητα 4: Διπολικά Τρανζίστορ (BJT) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Υπολογίστε τη Vout. Aπ: Άγει η κάτω δίοδος:

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8. Ενισχυτής ισχύος

Transcript:

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικού & Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΙΙI ΤΟ ΙΠΟΛΙΚΟ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ 3.1 ιπολικό Τρανζίστορ 3.1.1 Εισαγωγή: Αντικείµενο της εργαστηριακής άσκησης είναι η γνωριµία µε το διπολικό τρανζίστορ και η χρήση του στην υλοποίηση ενισχυτικών διατάξεων. Σε αυτή την άσκηση ο φοιτητής θα εξοικειωθεί µε την τοπολογία του ενισχυτή κοινού εκποµπού. Το διπολικό τρανζίστορ είναι ένα κυκλωµατικό στοιχείο τριών ακροδεκτών που δοµείτε από ένα ζεύγος PN επαφών συνδεδεµένων σε σειρά πλάτη µε πλάτη, είτε σε διάταξη PN-NP δηµιουργώντας το λεγόµενο PNP τρανζίστορ είτε σε διάταξη NP-PN δηµιουργώντας το NPN τρανζίστορ. Καλείτε διπολικό διότι από κοινού οπές και ηλεκτρόνια συµβάλλουν στα ρεύµατα που το διαρρέουν. Τα κυκλωµατικά σύµβολα των δύο τύπων του διπολικού τρανζίστορ δίδονται στο Σχήµα 3.1. Τα ονόµατα των τριών ακροδεκτών είναι: βάση (Β), εκποµπός (Ε) και συλλέκτης (C). Ο ακροδέκτης του εκποµπού σηµειώνεται µε το βέλος η φορά του οποίου προσδιορίζει και τον τύπο του τρανζίστορ. B E B C C E Σχήµα 3.1: α) Κυκλωµατικό σύµβολο PNP τρανζίστορ και β) NPN τρανζίστορ Υπάρχουν τρεις περιοχές λειτουργίας του διπολικού τρανζίστορ, η ενεργός περιοχή, η περιοχή του κόρου και η περιοχή της αποκοπής. α) Ενεργός Περιοχή: Για να λειτουργεί το τρανζίστορ στην ενεργό περιοχή θα πρέπει η επαφή βάσης-εκποµπού να είναι ανάστροφα πολωµένη ενώ η επαφή συλλέκτη-βάσης να είναι ορθά πολωµένη. Σε αυτή την περίπτωση το ρεύµα του συλλέκτη είναι πολύ κοντά στην τιµή του ρεύµατος του εκποµπού και πολλαπλάσιο του ρεύµατος στη βάση κατά την ποσότητα (β) που καλείται κέρδος ρεύµατος κοινού εκποµπού. Η ενεργός περιοχή είναι εκείνη που χρησιµοποιείται κατά την λειτουργία του τρανζίστορ σε ενισχυτικές διατάξεις. β) Περιοχή Κόρου: Για να λειτουργεί το τρανζίστορ στην περιοχή του κόρου θα πρέπει και οι δύο επαφές (εκποµπού-βάσης και συλλέκτη-βάσης) να είναι ορθά πολωµένες. Σε αυτή την περιοχή η αύξηση του ρεύµατος της βάσης δεν επιφέρει σηµαντικές αυξήσεις στο ρεύµα του συλλέκτη. γ) Περιοχή Αποκοπής: Το τρανζίστορ βρίσκεται στην περιοχή της αποκοπής όταν και οι δύο επαφές είναι ανάστροφα πολωµένες. Σε αυτή την περιοχή τα ρεύµατα όλων των ακροδεκτών 21

Εργαστηριακές Ασκήσεις Βασικών Ηλεκτρονικών - Μικροηλεκτρονικής του τρανζίστορ είναι εξαιρετικά µικρά ώστε σε κάποιες περιπτώσεις να θεωρούνται αµελητέα. 3.1.2 Ο ενισχυτής κοινού εκποµπού: Η συνδεσµολογία του ενισχυτή κοινού εκποµπού δίδεται στο Σχήµα 3.2. Το διπολικό τρανζίστορ πρέπει να λειτουργεί στην ενεργό περιοχή µε κατάλληλη επιλογή των τιµών των τάσεων πόλωσης V CC και V I (DC συνιστώσα του σήµατος εισόδου) και των αντιστάσεων R C και R B. i C υ C υ Ι i B Σχήµα 3.2: Συνδεσµολογία ενισχυτή κοινού εκποµπού Το κέρδος τάσης του ενισχυτή είναι: υc rπ A υ = = g mr C υi rπ + R B όπου, g m =I C /V T η διαγωγιµότητα και r π =β/g m η αντίσταση εισόδου µικρού σήµατος. 3.1.3 Το ολοκληρωµένο CA3046: Το ολοκληρωµένο CA3046 αποτελείται από 5 ΝΡΝ διπολικά τρανζίστορ πυριτίου σε κοινό υπόστρωµα. Η τοπολογία των ακροδεκτών του παρουσιάζεται στο Σχήµα 3.3. ύο από τα τρανζίστορ (Q1 και Q2) είναι εσωτερικά διασυνδεδεµένα ώστε να σχηµατίζουν ένα διαφορικό ζεύγος. Το υπόστρωµα του ολοκληρωµένου (ακροδέκτης 13) πρέπει να συνδεθεί στο πιο αρνητικό δυναµικό του κυκλώµατος στο οποίο χρησιµοποιούνται τα τρανζίστορ. Για περισσότερες πληροφορίες ανατρέξτε στο εγχειρίδιο χρήσης/λειτουργίας του ολοκληρωµένου, που επισυνάπτετε στο τέλος του φυλλαδίου. Σχήµα 3.3: Το ολοκληρωµένο CA3046 22

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικού & Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών 3.2 Σχεδίαση και προσοµοίωση στο PSPICE. 3.2.1 Σµήνος χαρακτηριστικών εξόδου διπολικού τρανζίστορ: Στο περιβάλλον σχεδίασης του OrCAD, σχεδιάστε τη συνδεσµολογία του διπολικού τρανζίστορ που δίδεται στο Σχήµα 3.4. Το σύµβολο του διπολικού τρανζίστορ υπάρχει στην PSPICE βιβλιοθήκη breakout.olb. V BE i B B i C C V CE E Σχήµα 3.4: Τοπολογία εξαγωγής χαρακτηριστικών διπολικού τρανζίστορ Προσοµοιώστε τη λειτουργία του κυκλώµατος εκτελώντας DC ανάλυση µε πρωτεύουσα παράµετρο την τάση V CE και δευτερεύουσα παράµετρο την τάση V BE. Σαρώστε την τάση V CE από 0V έως 12V µε βήµα 100mV και την V BE από 700mV έως 800mV µε βήµα 10mV και απεικονίστε το σµήνος των χαρακτηριστικών εξόδου (I C -V CE ) του τρανζίστορ. Κάντε χρήση της βιβλιοθήκης CA3046.lib. 3.2.2 Ο ενισχυτής κοινού εκποµπού: Στο περιβάλλον σχεδίασης του OrCAD, σχεδιάστε τη συνδεσµολογία του ενισχυτή κοινού εκποµπού που δίδεται στο Σχήµα 3.5. Χρησιµοποιήστε τάση V CC =12V και αντιστάσεις R B =10KΩ και R C =1KΩ. i C υ O υ Ι i B Σχήµα 3.5: Ο ενισχυτής κοινού εκποµπού 23

Εργαστηριακές Ασκήσεις Βασικών Ηλεκτρονικών - Μικροηλεκτρονικής Α) Πραγµατοποιήστε DC ανάλυση µε παράµετρο την τάση υ I σαρώνοντάς την από 0V έως 12V και µε βήµα 10mV. Χρησιµοποιείστε πηγή ηµιτονικού σήµατος VSIN µε παράµετρο DC=0. Στο γραφικό περιβάλλον του PSPICE παρουσιάστε τη χαρακτηριστική µεταφοράς του ενισχυτή υ Ο = f(υ I ). Σχεδιάστε τη χαρακτηριστική µεταφοράς στο πλαίσιο των αξόνων που ακολουθεί και προσδιορίστε την γραµµική περιοχή της. Από τη γραφική παράσταση προσδιορίστε το κέρδος τάσης Α υ του κυκλώµατος. Ποιο είναι το βέλτιστο σηµείο πόλωσης (V Iopt ) του ενισχυτή; Με αναφορά το σηµείο πόλωσης που υπολογίσατε, ποιο το µέγιστο πλάτος του σήµατος εισόδου (V i ) για λειτουργία στη γραµµική περιοχή; υ O (0, 0) Εύρος γραµµικής περιοχής: (υ I1, υ O1 ) = έως (υ I2, υ O2 ) = Α υ = V Iopt = V imax = υ I Β) Εκτελέστε ανάλυση στο πεδίο του χρόνου transient analysis χρησιµοποιώντας πηγή ηµιτονικού σήµατος µε DC offset ίσο µε την τάση V I του βέλτιστου σηµείου πόλωσης (υποερώτηµα Α), πλάτος V i =200mV και συχνότητα 1ΚHz (στις παραµέτρους της πηγής σήµατος VSIN δώστε FREQ=1KHz, VAMPL=200mV και VOFF=V Iopt ). Απεικονίστε στο γραφικό περιβάλλον του PSPICE τις κυµατοµορφές του σήµατος εισόδου υ Ι και του σήµατος εξόδου υ Ο. Υπολογίστε το κέρδος τάσης Α υ του κυκλώµατος. Μεταβάλλοντας το πλάτος του σήµατος εισόδου σε V i =1V καταγράψτε τι παρατηρείτε στην κυµατοµορφή του σήµατος εξόδου. Αιτιολογήστε την κυµατοµορφή που παρατηρείτε. Α υ = Παρατήρηση: 24

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικού & Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών 3.3 Υλοποίηση στο εργαστήριο. 3.3.1 Ο ενισχυτής κοινού εκποµπού: Υλοποιήστε την συνδεσµολογία του ενισχυτή κοινού εκποµπού του Σχήµατος 3.6 στο breadboard του εργαστηρίου σύµφωνα µε της οδηγίες του Σχήµατος 3.7. Χρησιµοποιήστε το OK CA3046 και τρίµερ 10KΩ. i C τρίµερ 6 8 υ Ο υ Ι i B 7 13 Σχήµα 3.6: Ο ενισχυτής κοινού εκποµπού V CC 12V Gnd Τροφοδοτικό 8 Παλµογράφος 8 υ I υ Ο 10ΚΩ Τρίµµερ CA3046 6 13 7 10ΚΩ Gnd Γεννήτρια Συχνοτήτων υ I Σχήµα 3.7: Πειραµατική διάταξη ενισχυτή κοινού εκποµπού 25

Εργαστηριακές Ασκήσεις Βασικών Ηλεκτρονικών - Μικροηλεκτρονικής Α) Αρχικά θέστε την τιµή της µεταβλητής αντίστασης (τρίµερ) περίπου ίση µε R C =1ΚΩ. Η αντίσταση R Β να επιλεγεί ίση µε R Β =10KΩ. ώστε στο κύκλωµα τροφοδοσία V CC =12V. Χρησιµοποιήστε στην είσοδο ηµιτονικό σήµα 400mV p-p (V i =200mV), µε DC συνιστώσα V I =1.2V και συχνότητα 1ΚHz. Στον παλµογράφο απεικονίστε της κυµατοµορφές του σήµατος εισόδου υ Ι και του σήµατος εξόδου υ Ο. 1) Σχεδιάστε της κυµατοµορφές εισόδου-εξόδου στο πλαίσιο των αξόνων που ακολουθεί. 2) Μετρήστε την DC συνιστώσα V Ο και το πλάτος V ο του σήµατος στην έξοδο. 3) Υπολογίστε το κέρδος τάσης A υ του ενισχυτή. 4) Ποια η διαφορά φάσης εισόδου-εξόδου; V (0, 0) t V Ο = V o = A υ = ιαφορά φάσης = Β) Αυξήστε την τιµή V i του πλάτους του σήµατος εισόδου µέχρι τη µέγιστη τιµή για την οποία το σήµα στην έξοδο δεν παραµορφώνει. Ποια είναι αυτή η µέγιστη τιµή V imax του πλάτους εισόδου; Μετρήστε πάλι της τιµές V O και V o και υπολογίστε το κέρδος τάσης Α υ. Συγκρίνετε της νέες τιµές σε σχέση µε εκείνες του σκέλους (Α). V imax = V Ο = Μεγαλύτερη / Μικρότερη / Ίση V o = Μεγαλύτερη / Μικρότερη / Ίση A υ = Μεγαλύτερη / Μικρότερη / Ίση 26

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικού & Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών Γ) Επαναφέρετε την τιµή του πλάτους εισόδου στην αρχική τιµή, V i =200mV. Αυξήστε την τιµή της µεταβλητής αντίστασης R C µέχρι τη µέγιστη τιµή για την οποία το σήµα στην έξοδο δεν παραµορφώνει. Ποια η µέγιστη τιµή R Cmax της αντίστασης; Μετρήστε πάλι της τιµές V O και V o και υπολογίστε το κέρδος τάσης Α υ. Συγκρίνετε της νέες τιµές σε σχέση µε εκείνες του σκέλους (Α). R Cmax = V Ο = Μεγαλύτερη / Μικρότερη / Ίση V o = Μεγαλύτερη / Μικρότερη / Ίση A υ = Μεγαλύτερη / Μικρότερη / Ίση ) Για την προηγούµενη τιµή της R C (R Cmax ) αυξήστε την τιµή του πλάτους του σήµατος εισόδου έτσι ώστε V i =400mV. 1) Σχεδιάστε την κυµατοµορφή εξόδου στο πλαίσιο των αξόνων που ακολουθεί. 2) Σε ποια περιοχή λειτουργίας βρίσκεται το διπολικό τρανζίστορ στην µέγιστη και ελάχιστη τιµή του σήµατος εισόδου; V (0, 0) t υ Imax =V I + V i = 1.6V Περιοχή λειτουργίας BJT = υ Imin =V I V i = 0.8V Περιοχή λειτουργίας BJT = 27

Εργαστηριακές Ασκήσεις Βασικών Ηλεκτρονικών - Μικροηλεκτρονικής E) Αυξήστε επιπρόσθετα την τιµή του πλάτους του σήµατος εισόδου έτσι ώστε V i =700mV. 3) Σχεδιάστε την κυµατοµορφή εξόδου στο πλαίσιο των αξόνων που ακολουθεί. 4) Σε ποια περιοχή λειτουργίας βρίσκεται το διπολικό τρανζίστορ στην µέγιστη και ελάχιστη τιµή του σήµατος εισόδου; V (0, 0) t υ Imax =V I + V i = 1.9V Περιοχή λειτουργίας BJT = υ Imin =V I V i = 0.5V Περιοχή λειτουργίας BJT = 28