SVUČILIŠT U ZAGU FAKULTT POMTNIH ZNANOSTI predmet: Nastavnik: Prof. dr. sc. Zvonko Kavran zvonko.kavran@fpz.hr * Autorizirana predavanja 2016. 1
Pojačala - Pojačavaju ulazni signal - Zahtjev linearnost Naponsko pojačanje Strujno pojačanje A A V = I = u u i i iz ul iz ul ( t) ( t) ( t) ( t) Pojačanje snage p ( t) ( t) i ( t) iz iz iz A P = = = pul ( t) uul ( t) iul ( t) u A V A I 2
Četveropoli Pojačalo - četveropol - dvije varijable nezavisne Opis? -parametri Impedancijski parametri
Admitancijski parametri Hibridni parametri (pogodni za opis pojačala) Odreñivanje parametara
Primjer: ipolarni tranzistor (model u dinamičkoj analizi)
Primjer: Odrediti hibridne parametre za sklop prema slici Zadano je: 1=2Ω, 2=6Ω, 3=4Ω u 1 i 1 2 1 3 i 2 u 2 h 11 U = I 1 1 U 2= 0 = 1 2 + 1 2 = 1,50Ω h I 2 1 21 = = = I1 2 0 1 + U = 2 0,25 h U 1 1 12 = = = U 2 1 0 1 + I = 2 0,25 h I = U 1 + 2 + 3 ( + ) 2 22 = = 2 I1= 0 1 2 3 0,375S
Odnos snaga u pojačalu Pojačalo se priključuje na istosmjerni izvor napajanja Povećanje snage signala na potrošaču (trošilu) korištenjem snage izvora napajanja
Strujno pojačalo Idealno pojačalo ul = 0 iz =
Naponsko pojačalo Idealno pojačalo ul = iz = 0
Strminsko pojačalo Idealno pojačalo ul = iz =
Otporno pojačalo Idealno pojačalo ul = 0 iz = 0
Pojačanja u decibelima Pojačanje snage Naponsko pojačanje A A p p iz P =10log, u = 20log u ul iz V, ul d d Strujno pojačanje A i = 20log i iz I, ul d 12
ipolarni tranzistor - aktivni element sa tri priključka baza emiter kolektor - ulazni, izlazni i zajednički priključak - struju čini struja manjinskih i većinskih nosilaca ulaz izlaz 13
n p n npn p n p pnp baza emiter kolektor 14
i i n spoj p elektroni šupljine i šupljine elektroni n i I 0 i I = I + I i u u Tok nositelja naboja na primjeru tranzistora npn Strujno pojačanje zajedničke baze Strujno pojačanje zajedničkog emitera α α β = 1 α 15
Polarizacija bipolarnog tranzistora Svrha: Postavljanje (odreñivanje) radne točke
Primjer: Odraditi radnu točku tranzistora za sklop prikazan na slici ako je U =0.6V, β=150
U = U + 1 2 1 = + 1 2 2 U + U 2 Prema Theveninovom teoremu I = 1+ β I β = I + U I = I β + U 1+ β + I β adna točka I U U = β + ( 1+ β ) U = U I ( + ) I Q = 28,9µA I Q = 4, 34mA U Q = 8, 3V
Izlazna karakteristika tranzistora - Ovisnost izlazne struje o izlaznom naponu adna točka Izlazna karakteristika npn tranzistora u spoju zajedničkog emitera sa statičkom radnom točkom
Prijenosna karakteristika (ovisnost izlazne struje o ulaznoj struji) adni pravac adna točka Ulazna karakteristika (ovisnost ulazne struje o ulaznom naponu) Statička karakteristika tranzistora i statički radni pravac u polju izlaznih karakteristika
Primjer: Odraditi statičku radnu točku sklopa prikazanog na slici pomoću izlaznih karakteristika tranzistora U =0.6V,U =15V, 1 =60kΩ, 2 =10kΩ, =2kΩ, =0,5kΩ β=150 Ukoliko nije poznat faktor strujnog pojačanja β, statičku radnu točku moguće je odrediti pomoću njegovih statičkih karakteristika. (Pritom se najčešće primjenjuju izlazne karakteristike tranzistora u spoju zajedničkog emitera)
U = I + U + I U + = I + U I I = I + I U = I ( + ) + U + I U = I ( + ) + U + I U = I ) + ( + U adni pravac
adna točka I Q = 28µA I Q = 2, 6mA U Q = 8, 5V U = f ( I ) = U ( U U )(1 + ) + I ( + )(1 + (uvrštavanjem vrijednosti) U 7,3 + I 45,35 10 = 3 )
Primjer: Odraditi statičku radnu točku sklopa prikazanog na slici pomoću izlaznih karakteristika tranzistora 337, β=250. U = I + U U = I + U U U = 0V I = = 100mA I = 0mA U = 24V I U = U = 0, 2 ma
adni pravac adna točka I Q = 0, 2mA I Q = 50mA U Q = 12V
Primjer : Odrediti radnu točku za sklop prema slici U u ul 1 2 I Q I Q I Q U Q P i (ma) Q statički radni pravac dinamički radni pravac u (V) Pretpostavka: - Statička analiza (kondenzator-beskonačan otpor) - Dinamička analiza (kondenzator-kratki spoj)
Dinamička analiza - parametri tranzistora - vrijednosti ovise o radnoj točki Nadomjesni sklop u = h i + be ie b i = h i + c fe b h h re oe Hibridne jednadžbe tranzistora (primjer za spoj zajedničkog emitera) u u ce ce