Περιοχές λειτουργίας τρανζίστορ BJT Ευθεία φόρτου - Σημείο Q Υποδειγματικό Σενάριο Γνωστικό αντικείμενο: Ηλεκτρονική - Αυτοματισμός (Ε.Ε.) Δημιουργός: ΑΝΑΡΓΥΡΟΣ ΜΑΡΜΑΡΙΝΟΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ
Σημείωση Το παρόν έγγραφο αποτελεί προϊόν αυτόματης δημιουργίας και εκτύπωσης του Ψηφιακού Διδακτικού Σεναρίου με Τίτλο: «Περιοχές λειτουργίας τρανζίστορ BJT - Ευθεία φόρτου - Σημείο Q». Δημιουργήθηκε στις 01/03/2017 05:55:12 και έχει υποστηρικτικό ρόλο στο έργο του εκπαιδευτικού. Δεν αντικαθιστά το Ψηφιακό Διδακτικό Σενάριο, το οποίο περιέχει όλο το Διαδραστικό Περιεχόμενο και αξιοποιεί τις ψηφιακές δυνατότητες της Πλατφόρμας «Αίσωπος». Το σενάριο αυτό έχει χαρακτηρισθεί ως «Υποδειγματικό» ύστερα από εργασία επιστημονικής επιτροπής εμπειρογνωμόνων (Εκπαιδευτικός Αυξημένων Προσόντων, Σχολικοί Σύμβουλοι, Μέλος ΔΕΠ / Επιστημονικό Προσωπικό του ΙΕΠ). Το Διαδραστικό Ψηφιακό Διδακτικό Σενάριο με το πλήρες ψηφιακό περιεχόμενό του βρίσκεται στον σύνδεσμο: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611 Επισημαίνεται ότι τα σενάρια της Πλατφόρμας «Αίσωπος» διακρίνονται σε: Υποδειγματικά Σενάρια: Ψηφιακά Διδακτικά Σενάρια που έχουν προκύψει από επιστημονικές επιτροπές εμπειρογνωμόνων (Εκπαιδευτικοί Αυξημένων Προσόντων, Σχολικοί Σύμβουλοι, Μέλη ΔΕΠ / Επιστημονικό Προσωπικό του ΙΕΠ). Βέλτιστα Σενάρια: Αξιολογημένα Ψηφιακά Διδακτικά Σενάρια εκπαιδευτικών με βαθμολογία άνω των 70 μονάδων. Επαρκή Σενάρια: Αξιολογημένα Ψηφιακά Διδακτικά Σενάρια εκπαιδευτικών με βαθμολογία από 50 έως 70 μονάδες. ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΕΡΓΟΥ ΠΡΑΞΗ: «Ανάπτυξη Mεθοδολογίας και Ψηφιακών Διδακτικών Σεναρίων για τα Γνωστικά Αντικείμενα της Πρωτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας Γενικής και Επαγγελματικής Εκπαίδευσης» - MIS: 479325, ΣΑΕ: 2014ΣΕ24580051. Η πράξη συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΚΤ) και το Ελληνικό Δημόσιο στο πλαίσιο του ΕΠ «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του ΕΣΠΑ 2007-2013 και υλοποιείται σε σύμπραξη από το Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής και την Ειδική Υπηρεσία Εφαρμογής Εκπαιδευτικών Δράσεων του Υ.ΠΟ.ΠΑΙ.Θ. Η Πλατφόρμα Ανάπτυξης, Σχεδίασης, Υποβολής, Αξιολόγησης και Παρουσίασης Ψηφιακών Διδακτικών Σεναρίων «Αίσωπος», αναπτύχθηκε με ίδια μέσα από το Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής στο πλαίσιο του Υποέργου 2: «Ψηφιακό Σύστημα Ηλεκτρονική Πλατφόρμα Υποβολής, Αξιολόγησης, Διαχείρισης και Αξιοποίησης Ψηφιακών Σεναρίων καθώς και καθοδήγησης και Υποστήριξης των Εκπαιδευτικών» της Πράξης. Ομάδα Επιστημονικής και Διοικητικής Εποπτείας της Πράξης: Επιστημονικός Υπεύθυνος Πράξης για τις Δράσεις που αφορούν το Ι.Ε.Π: Ιωάννης Σταμουλάκης, Φιλόλογος, Σύμβουλος Α' Υ.ΠΟ.ΠΑΙ.Θ. Υπεύθυνος Υποέργου 1: Ιωάννης Σταμουλάκης, Φιλόλογος, Σύμβουλος Α' Υ.ΠΟ.ΠΑΙ.Θ. Υπεύθυνος Υποέργου 2: Νικόλαος Γραμμένος, Πληροφορικός, Σύμβουλος Γ' Ι.Ε.Π. Υπεύθυνος Υποέργου 3: Νικόλαος Γραμμένος, Πληροφορικός, Σύμβουλος Γ' Ι.Ε.Π. Επιστημονική Συντονίστρια των ειδικών επιστημόνων του Υποέργου 1: Βασιλική Καραμπέτσου, Φιλόλογος, Εισηγήτρια Ι.Ε.Π. Σελίδα 2/22
Φύλλα Εργασίας Σεναρίου Το παρόν ψηφιακό σενάριο περιέχει φύλλα εργασίας, τα οποία είναι συννημένα στο αρχείο «PDF» και μπορείτε να τα ανοίξετε κάνοντας διπλό κλικ πάνω στο εικονίδιο. 1η Φάση: 2η Φάση: 3η Φάση: 4η Φάση: 5η Φάση: Δεν υπάρχει Σελίδα 3/22
Γενική Περιγραφή Σεναρίου Γνωστικό αντικείμενο: Ηλεκτρονική - Αυτοματισμός (Ε.Ε.) Θεματική ταξινομία: Ηλεκτρονική - Αυτοματισμός (Ε.Ε.) Εκπαιδευτικό πρόβλημα: Η δυσκολία που αντιμετωπίζουν οι μαθητές στην κατανόηση της τοποθέτησης του σημείου λειτουργίας Q ενός τρανζίστορ στη σωστή θέση πάνω στην ευθεία φόρτου. Γενική περιγραφή περιεχομένου: Όταν ένα τρανζίστορ λειτουργεί ως ενισχυτής, έχει μεγάλη σημασία η σωστή πόλωση, ώστε το σημείο λειτουργίας Q, να βρίσκεται στη σωστή θέση. Το παρόν σενάριο βοηθά τους μαθητές να κατανοήσουν πλήρως το φαινόμενο, μέσω διαδραστικών προσομοιώσεων, ανακαλύπτοντας τις λεπτομέρειες του. Διδακτικοί Στόχοι: Οι Οι Οι Οι Οι μαθητές μαθητές μαθητές μαθητές μαθητές να να να να να μπορούν να αναγνωρίζουν τις περιοχές λειτουργίας ενός τρανζίστορ BJT μπορούν να χαράσσουν ευθεία φόρτου πάνω σε σμήνος χαρακτηριστικών καμπυλών τρανζίστορ μπορούν να εξηγήσουν την επιλογή της θέσης του σημείου Q πάνω στην ευθεία φόρτου εξοικειωθούν με τα εργαλεία προσομοίωσης και να αναγνωρίσουν τη χρησιμότητά τους. αναπτύξουν την ικανότητα συνεργασίας σε ομάδα Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου: πόλωση τρανζίστορ ενισχυτής κοινού εκπομπού σημείο ηρεμίας σημείο Q ευθεία φόρτου Υλικοτεχνική υποδομή: 1 Η/Υ με σύνδεση στο διαδίκτυο, ανά ομάδα μαθητών Τυπικός χρόνος αλληλεπίδρασης με το εκπαιδευτικό σενάριο σε διδακτικές ώρες για δουλειά εντός του σχολείου: 1 ώρα Πνευματικά δικαιώματα ή άλλοι αντίστοιχοι περιορισμοί: πρωτότυπο υλικό, ελεύθερη διανομή Σελίδα 4/22
Εκτιμώμενο Επίπεδο Δυσκολίας: Μέτριας δυσκολίας Τύπος διαδραστικότητας : Ενεργός μάθηση Επίπεδο διαδραστικότητας : Υψηλό Προτεινόμενη ηλικιακή ομάδα του τελικού χρήστη: 15-18 Εκπαιδευτική βαθμίδα που απευθύνεται το σενάριο: Επαγγελματικό Λύκειο Σελίδα 5/22
Σύνοψη φάσεων σεναρίου: 1η Φάση: Εισαγωγή Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Αριθμός φύλλων εργασίας: 1 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: 1. 2. 3. 4. 5. Περιοχές λειτουργίας τρανζίστορ Περιοχές λειτουργίας τρανζίστορ. Ευθεία φόρτου και σημείο ηρεμίας Q Σημείο ηρεμίας 2η Φάση: Προσομοίωση με java applet Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Αριθμός φύλλων εργασίας: 1 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: 1. Παρακολουθήστε την προσομοίωση της λειτουργίας του ενισχυτή και συμπληρώστε το φύλλο έργου 2. Ενισχυτής κοινού εκπομπού 3η Φάση: Προσομοίωση με το circuit simulator Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Αριθμός φύλλων εργασίας: 1 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: 1. Κατεβάστε το φύλλο έργου, εκτυπώστε το και ακολουθήστε τις οδηγίες 2. Ενισχυτής κοινού εκπομπού Σελίδα 6/22
4η Φάση: Άλλες περιπτώσεις Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Αριθμός φύλλων εργασίας: 1 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: 1. Κατεβάστε το φύλλο έργου και συμπληρώστε το, παρακολουθώντας την προσομοίωση 5η Φάση: Έλεγχος γνώσεων Χρονική Διάρκεια: 5 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: 1. 2. 3. 4. 5. Μετακινήστε τα πλαίσια κειμένου στις σωστές περιοχές του διαγράμματος. Συμπλήρωση Επιλέξτε τη σωστή απάντηση Ασκηση Επιλέξτε τη σωστή απάντηση Σελίδα 7/22
1η Φάση: Εισαγωγή Σελίδα 8/22
1η Φάση: Εισαγωγή Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 http://aesop.iep.edu.gr/sites/default/files/filla-ergasias/eytheia_fortou1_0.doc Θεωρητικό υπόβαθρο 1. Περιοχές λειτουργίας τρανζίστορ: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1582/#question6189 Διευκρίνιση: Ανάκληση γνώσεων Πριν μελετήσουμε το φαινόμενο, ας θυμηθούμε τις περιοχές λειτουργίας του τρανζίστορ, οι οποίες φαίνονται στην παρακάτω γραφική παράσταση των χαρακτηριστικών καμπυλών του τρανζίστορ. 2. Περιοχές λειτουργίας τρανζίστορ: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εικόνα Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1582/#question6192 Σελίδα 9/22
3..: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1582/#question6199 οι συνθήκες θα πρέπει να είναι τέτοιες που να εξασφαλίζουν ότι το τρανζίστορ κατά τη λειτουργία του δεν θα μεταβαίνει ποτέ στην περιοχή κόρου ή αποκοπής (κίτρινες περιοχές), γιατί τότε το τρανζίστορ δεν συμπεριφέρεται ως ενισχυτής και παρατηρείται παραμόρφωση του σήματος εξόδου. 4. Ευθεία φόρτου και σημείο ηρεμίας Q: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εικόνα Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1582/#question6688 Σελίδα 10/22
5. Σημείο ηρεμίας: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1582/#question6690 Γιατί άραγε το σημείο ηρεμίας τοποθετείται στη μέση της ευθείας φόρτου; Υπάρχει κάποιος λόγος, ή είναι τυχαία επιλογή; Αυτό θα διερευνήσουμε σε αυτό το ψηφιακό μάθημα. Για αρχή κατεβάστε το φύλλο έργου (βρίσκεται στο πάνω μέρος της σελίδας) και συμπληρώστε το. Σελίδα 11/22
2η Φάση: Προσομοίωση με java applet Σελίδα 12/22
2η Φάση: Προσομοίωση με java applet Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 http://aesop.iep.edu.gr/sites/default/files/filla-ergasias/eytheia_fortou2.doc Ο μαθητής χρησιμοποιώντας την εφαρμογή και καθοδηγούμενος από το φύλλο έργου επιβεβαιώνει το ρόλο των εξαρτημάτων στην κλίση της ευθείας φόρτου και στη θέση του σημείου Q. Ακόμη ανακαλύπτει την επίδραση της θέσης του σημείου Q στο μέγιστο πλάτος του σήματος εισόδου. 1. Παρακολουθήστε την προσομοίωση της λειτουργίας του ενισχυτή και συμπληρώστε το φύλλο έργου: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1324/#question5628 2. Ενισχυτής κοινού εκπομπού: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εξωτερικό περιεχόμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1324/#question5612 Διεύθυνση ιστοτόπου (URL): http://users.sch.gr/marmarinos/applets/amplifier/amplifier.htm Σελίδα 13/22
3η Φάση: Προσομοίωση με το circuit simulator Σελίδα 14/22
3η Φάση: Προσομοίωση με το circuit simulator Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 http://aesop.iep.edu.gr/sites/default/files/filla-ergasias/eytheia_fortou3.doc Προσομοίωση της λειτουργίας του ενισχυτή και παρατήρηση των σημάτων εισόδου και εξόδου. 1. Κατεβάστε το φύλλο έργου, εκτυπώστε το και ακολουθήστε τις οδηγίες: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1325/#question6309 Στην παρακάτω προσομοίωση, κάντε δεξί κλικ στο τρίτο (δεξιότερο) σύστημα αξόνων γραφικής παράστασης και επιλέξτε "Show Vce vs Ic". Στη συνέχεια ακολουθήστε τις οδηγίες του φύλλου έργου 2. Ενισχυτής κοινού εκπομπού: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εξωτερικό περιεχόμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1325/#question6243 Διεύθυνση ιστοτόπου (URL): http://users.sch.gr/marmarinos/iep_senaria/circuit/e-ceamp2.html Σελίδα 15/22
4η Φάση: Άλλες περιπτώσεις Σελίδα 16/22
4η Φάση: Άλλες περιπτώσεις Χρονική Διάρκεια: 10 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 http://aesop.iep.edu.gr/sites/default/files/filla-ergasias/eytheia_fortou4.doc Υπάρχουν περιπτώσεις που το σημείο Q δεν τοποθετείται στη μέση της ευθείας φόρτου; 1. Κατεβάστε το φύλλο έργου και συμπληρώστε το, παρακολουθώντας την προσομοίωση: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εξωτερικό περιεχόμενο Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/2413/#question9777 Διεύθυνση ιστοτόπου (URL): http://users.sch.gr/marmarinos/iep_senaria/circuit/push_pull.html Σελίδα 17/22
5η Φάση: Έλεγχος γνώσεων Σελίδα 18/22
5η Φάση: Έλεγχος γνώσεων Χρονική Διάρκεια: 5 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Στο εργαστήριο πληροφορικής Ας δούμε τι μάθαμε... 1. Μετακινήστε τα πλαίσια κειμένου στις σωστές περιοχές του διαγράμματος.: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Διαδραστικές ενεργές περιοχές Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1413/#question5931 Διαθέσιμες επιλογές: περιοχή κόρου ενεργός περιοχή περιοχή αποκοπής Σελίδα 19/22
2. Συμπλήρωση: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση συμπλήρωσης κενών Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1413/#question6257 Συμπληρώστε τα κενά (μην ξεχάσετε τους τόνους) Στην περίπτωση ενισχυτή στον οποίο όλο το σήμα ενισχύεται από ένα τρανζίστορ, το σημείο λειτουργίας Q τοποθετείται στη της ευθείας φόρτου, ώστε να έχουμε σήμα στην έξοδο, χωρίς. 3. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση πολλαπλής επιλογής Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1413/#question6384 Ερώτηση: Στην περίπτωση ενισχυτή τάξης Α (δηλ. ένα τρανζίστορ ενισχύει όλο το σήμα), σε ποια από τις θέσεις Α, Β, Γ, Δ είναι η πιο σωστή τοποθέτηση του σημείου ηρεμίας Q; Διαθέσιμες απαντήσεις: Στη Στη Στη Στη θέση θέση θέση θέση Δ Γ Α Β Σελίδα 20/22
4. Ασκηση: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση αντιστοίχισης Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1413/#question9782 Μεταφέρετε (σύροντας) τη σωστή λέξη στη σωστή θέση. Στον ενισχυτή μικρού σήματος, όπου όλο το σήμα ενισχύεται από ένα τρανζίστορ, το σημείο Q τοποθετείται στο της ευθείας φόρτου. Στον ενισχυτή ισχύος push-pull τάξης Β, το σήμα ενισχύεται από δύο τρανζίστορ και στο καθένα απ' αυτά, το σημείο Q τοποθετείται στο της ευθείας φόρτου. Διαθέσιμες επιλογές: μέσο άκρο 5. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση πολλαπλής επιλογής Υπερσύνδεσμος: http://aesop.iep.edu.gr/node/5611/1413/#question10180 Σελίδα 21/22
Ερώτηση: Στο παραπάνω κύκλωμα για το οποίο έχει χαραχθεί η ευθεία φόρτου, πόση είναι η τάση τροφοδοσίας του κυκλώματος (Vcc); Διαθέσιμες απαντήσεις: 20V 5V 10V 8V Σελίδα 22/22 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)