|
الکترونیک 1- پاسخ تمرینها
طراحی مدارهای بایاس ترانزیستور پیوندی (بازگشت)
دریافت پرونده مربوط به این تمرینها: PDF
- MS Word
1)
درمدار شكل زير، ترانزيستور داراي
β=60
مي باشد
الف)
به ازاي مقاديرR1 = 20 kΩ
, R2 = 5 kΩ
حداكثر دامنه نوسان متقارن جريان و ولتاژ نقطه كار را بدست آوريد. حداكثر دامنه
نوسان Vo
چقدر است ؟
ب)
R1 , R2
را به گونه اي طرح كنيد كه خروجي داراي حداكثر دامنه نوسان متقارن باشد و آن را
بدست آوريد .
ج
) بند (ب) را در صورتي كه مقاومت
Rc بايپاس
گردد تكرار كنيد .
{مثال
حل شده در كلاس حل تمرين مورخ 2/10/82}
حل
:
RT=R1
|| R2 = 20 || 5 = 4 kΩ
VT
= Vcc* R2 / ( R1+R2 ) = 25 *5 / ( 20+5)=5 v
DC
: VT=RT*IB
+ VBE + RE*IE
IE
= (β+1)*IB = 61*IB
IB
= 34.1 µA
, Ic= β*IB=2
mA
, IE
= ( β+1 )*IB = 2.1
mA
Rac=Rc+RE
|| RL = 1+2 || 2= 2 kΩ
RDC=Rc+RE=1+2=3
kΩ
VCEQ
= Vcc-RDC*ICQ
= 25 – 3*2 = 19 v
Vce = -Rac *
ic ic = -0.5*
vce
IC-ICQ
= -0.5 ( vCE – VCEQ
)
iC= -0.5* vce + 11.5
Vce,max = 4 v
, ic,max = 0.5 * 4
=2 mA
Vo=
2*io io = ic
/2 vo = 2 * ( ic/2
) =
ic
vo,max = ic,max = 2 v
ب)
ICQ
= Vcc / ( Rac + RDC ) = 25 / ( 2+3 )
= 5 mA
VCEQ
= Vcc*Rac / ( Rac + RDC ) = 25*2 / 5 = 10 v
, iC – ICQ = -0.5 ( vCE
– VCEQ ) iC = -0.5 * vCE +
10
, ic,max =
0.5 * 9.8 = 4.9 mA
RT
= 0.1 * β* RE =
12 kΩ
VT
= RT*IB
+ VBE + RE*IE
= 11.7 v
R1 = ( Vcc / VT
) * RT = 25 * 12 / 11.7 =
25.64 kΩ
R2 = ( vcc * RT
) / ( Vcc – VT ) = 22.6 kΩ
ج)
Rac = RE
|| RL = 1 kΩ
RDC
= Rc + RE = 1+2 = 3 kΩ
ICQ
= Vcc / ( Rac + RDC ) = 25 / 4 =
6.25 mA
Acخط
بار : vce
= -Rac *
ic
ic = - vce
DCخط
بار : VCE
= Vcc – RDC *
Ic
نقطه
كار :
Q ( 6.25 mA , 6.25 v )
RT
= 0.1* β*RE = 6*2=
12 kΩ
VT
= RT*IB
+ VBE + RE*IE
=12* ( 6.25 / 60 ) +0.7 + 2*6.25 = 14.45 v
R1 = 20.8 kΩ
, R2 = 28.44 kΩ
محاسبه
حداكثر دامنه نوسان
: iC – ICQ = - ( vCE
– VCEQ ) ,
iC = -vCE
+ 12.5
2)
در مدار كلكتور مشترك شكل زير ترانزيستور داراي
100<= β<=150
مي باشد .
الف)
مقاديرR1 , R2
براي داشتن حداكثر دامنه نوسان متقارن خروجي محاسبه كنيد .
ب)
حداكثر دامنه نوسان متقارن ولتاژ و جريان كلكتور و ولتاژ خروجي را محاسبه نماييد .
{مثال
فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}
حل
:
Rac= RE
|| RL = 0.6 kΩ
RDC
= RE = 1.5 kΩ
ICQ
= Vcc / ( Rac +RDC ) = 21 / ( 1.5 +
0.6 ) = 10 mA
VCEQ
= 21 * 0.6 / ( 1.5 + 0.6 ) = 6 v
RT
= 0.1 * β* RE =
10*1.5 =15 kΩ
VT
= RT * Ic/ βav + VBE
+ RE*IE
=15*10/125 + 0.7 + 1.5*10 = 16.9 v
R1= 21* 15 / 16.9 =
18.6 kΩ
R2 = 21 * 15 / ( 21 –
16.9 ) = 76.8 kΩ
ب)
DC : VCE
= Vcc – RDC*IC
iC=
14 – 2/3 VCE
خط
بار ac : vce = - Rac *
ic
iC = - 1.67 vce
iC
–ICQ = -1.67 ( vce – VCEQ)
iC=
-1.67* vCE +20
3)
در مدار شكل زير با فرض
RB <<
β*RE
نقطه
كار را بدست آوريد ، خطوط بارac , DC
را رسم كرده و حداكثر دامنه نوسان متقارن خروجي را محاسبه نماييد .
{مثال
فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}
حل
:
RB*IB
+ VBE + RE*IE
–10 = 0
IEQ
= (10 – 0.7 ) / 0.1 = 93 mA
VCEQ
= 10 + 10 – ( 0.1 + 0.05 )*93 = 6.1 v
مختصات
نقطه كار : Q (
93 mA , 6.1 v )
Rac = RE
|| RL = ( 200*150 ) / ( 100 + 150 ) =
60 Ω
RDC
= Rc+RE = 50 + 100 = 150
Ω
Vce =
-Rac*ic
ic = - 16.67* vce
VCE
= Vcc – VEE – RDC*IC
iC=
133.33 – 6.67*VCE
iC-ICQ
= -16.67 ( vce – VCEQ )
iC=
- 16.67*vCE + 194.7
4)
در مدار شكل زير ترانزيستور داراي
VBE(on) =
0.7 v , 40 <= β <=
60 مي
باشد .Rc , RE
را
طوري تعيين كنيد كه نقطه كار از پايداري مطلوبي نسبت به تغييرات
β
برخوردار بوده و ضمناً دامنه
نوسان متقارن خروجي حداكثر گردد. حداكثر دامنه نوسان خروجي چقدر است ؟
{مثال
فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}
حل
:
شرط
پايداري : RT
= 0.1* βmin *RE
RE
= 10/40 (36 || 4 ) =0.9 kΩ
ICQ
= 20 / ( Rc + Rc + RE ) = 20 / ( 2Rc + 0.9
)
VT
= RT*IB
+ VBE + RE*IE
= 20*4 / ( 36 + 4 ) =2 v
2 = 3.6 * Ie / (βav
+ 1 ) + 0.7 + 0.9*IE
βav
= 50
IE
= 1.34 mA
ICQ
= 20 / ( 2Rc + 0.9 ) = 1.34
Rc= 7 kΩ
VCEQ
= 20 – ( Rc + RE )* IE
= 9.4 v
خط
بار ac : ic = -vce /
Rac = -0.143 * vce
DC : VCE
= Vcc – RDC*IC
IC
= 2.53 – 0.127 * VCE
نقطه
كار : Q (1.34 mA
, 9.4 v )
iC-ICQ
= - ( vCE – VCEQ
) / Rac
iC=
-0.143 vCE + 2.68
5)
در مدار بيس مشترك شكل زير مطلوبست :
الف)
محاسبه نقطه كار ترانزيستور با فرض
β
= 100
ب)
رسم خطوط بار ac, DC
ج)
محاسبه حداكثر دامنه نوسان متقارن ولتاژ خروجي
{مثال
فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}
حل
:
الف)
RT
= 8 || 2 = 1.6 kΩ
VT
= 10*2 / ( 8+2 ) = 2 v
IB
= ( VT – VBE(on)
) / ( RT + (β + 1)RE
) = 0.025 mA
ICQ
= β*IB = 2.5 mA
VCEQ
= 10 – ( 2 + 0.5 )*2.5 = 3.75 v
VBCQ
= 0.7 – 3.75 = -3 v
ب)
VCB
= VCE – VBE(on)
= Vcc – ( Rc + RE )*Ic – VBE
(on)
VCB
= 9.3 – 2.5* Ic
RDC
= 2.5 kΩ
Vcb = - ( 2 || 2 ) ic =
- ic
Rac= 1 kΩ
خط
بار كلي : iC
– ICQ = - ( vCB
– VCBQ ) / Rac
ICQ
= 2.5 mA
VCBQ
= 3 v
iC=
-vCB +5.5
ج)
با توجه به نمودار خط بار كلي ، مشاهده مي شود كه حداكثر دامنه نوسان متقارن
vcb , ic
به ترتيب 2.5 mA
و 2.5 ولت است . از آنجا كه vL
= vcb ،
بنابراين حداكثر دامنه نوسان متقارن خروجي نيز برابر 2.5 ولت خواهد بود.
6)
در مدار شكل زير حداكثر دامنه ولتاژ Vo
را در هر يك از حالات زير بدست آوريد :
الف)
در ولتاژ خروجي و در نيم سيكل مثبت برش ايجاد شود .
ب)
در ولتاژ خروجي و در نيم سيكل منفي برش ايجاد شود .
( β
= ∞ , VBE
(on) = 0.7 v , VCE
(sat) = 0.2 v )
{مثال
فصل 5 از كتاب تحليل و طراحي مدارهاي الكترونيك جلد اول تاليف مهندس تقي شفيعي}
حل
:
DC : ICQ
=1 mA
RDC
= ∞
Ac: ic= -vce
Rac= 1 kΩ
VB
= 0
VE
= - 0.7
v
VCEQ = 1 – ( -0.7 ) = 1.7
v
iC-ICQ
= - ( vCE – VCEQ
)
iC=
-vCE +2.7
Vo = - vce
Vce,max = 1 v vo,max =
-1
v
vce,min = -1.5 v
vo,max = 1.5 v
7)
در تقويت كننده شكل زير با فرض
β=100
, VBE (on)
= 0.7 v مختصات نقطه كار و حداكثر نوسان دامنه
متقارن Vo
را بدست
آوريد .
{
تمرين 5 ازفصل 5 كتاب مباني الكترونيك تاليف دكتر سيد علي مير عشقي }
حل:
Vth = 10* 2 / (2 + 8) =
2 v
Rth= 2*8 / ( 2 + 8 ) =
1.6 kΩ
Rth*IB
+ 0.5*IE = Vth – 0.7
1.6*IB
+ 0.5 (β + 1) *IB =
2 – 0.7
IB
= 1.3 / ( 1.6 + 0.5 (101) ) = 1.3 / 52.1
Ic= β*IB
= 2.5 mA
VCB
= 10 – 2*Ic – 0.7 – 0.5*IE
VCB
= 10 – 2*2.5 – 0.7 – 0.5( 2.5 +0.025 ) = 3 v
با
توجه به شكل خط بارها همواره شيب خط بار ac
زيادتر شده و لذا اگرQ
وسط خط بار ac
نباشد ، حداكثر انحراف جهت متقارن بودن از دو طرف قطع خواهد بود نه حد اشباع و لذا
ماكزيمم دامنه ic
مي تواند mA
2.5 باشد كه در اين حالت :
Rac = 2 || 2 =1
kΩ
Vo= ic,max*Rac
Vo = 2.5*1 = 2.5 v
8)
تقويت كننده شكل زير را با فرض
α = 0.99
در نظر بگيريد .
الف
) R1, R2
را طوري
محاسبه كنيد كه دامنه نوسان متقارن جريان
io حداكثر
شود .
ب)
خط بارهاي ac
, DCرا رسم كنيد حداكثر دامنه جريان كلكتور چقدر است ؟
ج)
حداكثر دامنه جريان
io چقدر
مي تواند باشد ؟
{
تمرين 3 ازفصل 5 كتاب مباني الكترونيك تاليف دكتر سيد علي مير عشقي }
حل
:
الف)
ICQ = Vcc / ( Rac + RDC
)
RDC = 0.9 +0.1 =1
kΩ
Rac = ( 0.9 * 0.9 ) / (
0.9 +0.9 ) = 0.45
ICQ = 10 / ( 1 + 0.45 )
= 10 / 1.45 = 200 /29
α
= 0.99 ,
β = 99
IBQ = 200 / 29*99 = ICQ
/ β
Rth*IB + RE*IE = Vth
–0.7
Rth* IB + RE *(β
+ 1)IB = Vth – 0.7
IB = ( Vth – 0.7 ) / (
Rth + RE (β + 1) )
IC = β(
Vth – 0.7 ) / ( Rth + RE (β+1 ) ) = ( vth – 0.7 ) / (
Rth/ β + RE )
Rth <= 0.1 * RE
Rth = 0.1* β*
RE
IB = ( Vth – 0.7 ) / (
0.1* RE *β + RE (β + 1) ) = ( vth
– 0.7 ) / ( 1.1 β + 1)RE
Rth / 99 = 0.1*0.1
Rth = 0.99
200/29 * 99 = (
vth – 0.7 ) / ( 1.1 99 + 1)*1
Vth = 1.46 v
Vth = 10 * R2 / ( R1 +
R2 )
R1= 6.8 kΩ
, R2 = 1.46*R1 / ( 10 – 1.46 ) = 1.46* 6.8 / ( 10
– 1.46 ) = 1.16 kΩ
ب)
VCE - VCEQ = - 0.45 ( iC
– ICQ )
VCEQ = Vcc – RDC* ICQ =
10 – ( 0.9 + 0.1 )*200 / 29
VCEQ = 3.1 v
0.2 – 3.1 = - 0.45 ( iC
– 200 / 29 )
iC=6 / 0.45 =
13.34 mA
ic = iC – ICQ = 13.34 –
200 /29 = 6.44
ج)
Io,max = 6.44 / 2 =
3.22 mA
گرد آورنده: زهره آقاکثیری
|
