การทดลองที่ 6 Voltage Regulators 2 Ex 6 Voltage Regulators I.pdf · รูปที่ 3 ข เป็นวงจรการน า Zener diode มาใช้งานเป็น

303303 Electrical Engineering Laboratory II Lab 6 1

ภาควชาวศวกรรมไฟฟา มหาวทยาลยนเรศวร

การทดลองท 6 Voltage Regulators

วตถประสงค เพอใหนกศกษาเขาใจถงการท างานของวงจร DC Voltage regulators หรอวงจร DC

Power Supply ส าหรบการใชงานทางดานอเลกทรอนกส

ศกษาคณสมบตและการประยกตใชงาน เรกกเลเตอรแบบวงจรรวม บทน า

ในงานทตองการระดบแรงดน DC ใหมคาคงทนน เพอน ามาใชเปน DC Power Supply จ าเปนตองใชอปกรณในการรกษาระดบแรงดนทเรยกวา Voltage regulators ตอรวมดวย ซงรกษาระดบแรงดนเอาทพทไดคงทโดยไมขนกบการเปลยนแปลงกระแสโหลดและแรงดน i/p (ภายในชวงทก าหนด) โดยในการทดลองนจะศกษาเฉพาะทเปนวงจรแบบงายๆ

รปท 1 Block diagram ของ Power supply

จากรปท 1วงจร Rectifier จะแปลงไฟฟากระแสสลบใหเปนไฟฟากระแสตรง และวงจร Filter ท า ใหได แรงดนไฟฟาทเรยบขน จากนนจะใชวงจร Voltage regulation เพอใหแรงดนเอาตพตมคาคงท

รปท 2 รปคลนแรงดนทเรยงกระแสแลว

Voltage regulation แรงดนเอาตพตของ Power supply หลงจากผานวงจร Voltage Regulator แลวจะมคาคงท วงจร Voltage regulator มคณลกษณะทส าคญสองแบบคอ

Load regulation คอการเปลยนของระดบแรงดน DC o/p หรอกระแส DC o/p อนเปนผลเนองจากการเปลยนแปลงของกระแสโหลดหรอแรงดนโหลดตามล าดบในขณะทเงอนไขอนไมเปลยนแปลง



Line regulation คอการเปลยนแปลงของระดบแรงดน DC o/p (ส าหรบ constant voltage supply) หรอกระแส DC o/p (ส าหรบ constant current supply)อนเนองจากการเปลยนแปลงแรงดน i/p ในขณะทเงอนไขอนๆไมเปลยนแปลง วงจร Voltage regulator ทจะศกษาตอไปน จะสามารถแบงออกเปน shunt regulator และ series regulator

และ series regulator 1. Shunt voltage regulator รปท 3 ข เปนวงจรการน า Zener diode มาใชงานเปน voltage regulator ท างานดวยการ reverse biased ต ว Zener diode ใ ห อ ย ใ น ช ว ง “Zener breakdown voltage” โ ด ย จ ะ ม Voltage-Ampere characteristic ดงรปท 3 ก แรงดน o/p จะมคาเทากบแรงดน Zener breakdown และจาก V-I curve จะเหนวาเมอ breakdown แลว Zener impedance ต ามากΔV/ΔI ต า ดงนนกระแสโหลดสามารถทจะเปลยนแปลงไดในชวงทกวางมากโดยไมท าให Vo เปลยนไปมากนกโดยทตองเลอกจดท างาน (operating point) ทเหมาะสมจากวงจรไดวา

𝐼𝑍 = (𝑉𝑖𝑛−𝑉𝑍−𝐼𝑅𝐿

𝑅1) = (

(𝑉𝑖𝑛−𝑉𝑍)

𝑅1) − (

𝑉𝑍

𝑅𝐿) (1)

Soft knee

breakdown

IZR1 IL

Vo

IZ

Vin

RL

ก ข

รปท 3

ในการออกแบบวงจรเราตองก าหนดคา 𝑉𝑖𝑛 ,𝐼𝐿(𝑚𝑎𝑥), 𝐼𝐿(𝑚𝑖𝑛) เพอทจะหาคา 𝑅1 จดการ

ท างานจะตองไมต ากวาจด soft knee (รปท 3ก ) ในขณะท 𝐼𝑍 ต าสดและ𝐼𝑍 สงสดจะตองไมเกนคาทก าหนด (maximum rate) ของ Zener ดงนนจากสมการ 1 จะได

𝑅1(𝑚𝑎𝑥) =(𝑉𝑖𝑛−𝑉𝑍)(𝑚𝑖𝑛)

(𝐼𝑍(𝑚𝑖𝑛)+ 𝑉𝑍(𝑚𝑎𝑥)

𝑅𝐿(𝑚𝑖𝑛))

(2)

จากสมการท 2 เราสามารถหาคา 𝑅1 nom (nominal value) ได จากนนกหาคาของ 𝐼𝑍(𝑚𝑎𝑥)

𝐼𝑍(𝑚𝑎𝑥) =(𝑉𝑖𝑛−𝑉𝑍)(𝑚𝑎𝑥)

𝑅1(𝑚𝑖𝑛) −

𝑉𝑍(𝑚𝑖𝑛)

𝑅𝐿(𝑚𝑖𝑛) (3)



จะได maximum zener power dissipation = 𝐼𝑍(𝑚𝑎𝑥) × 𝑉𝑍(𝑚𝑖𝑛)

ดงตวอยางเชน zener diode เบอร 1N752 ม 𝑉𝑍 = 5.6𝑉 ± 5% ถาให 𝑉𝑖𝑛 = 20𝑉 ± 10% ตองการ IL(min) = 10mA, IL(max)= 20 mA และ 𝐼𝑍(𝑚𝑖𝑛)ยงท าให

มนท างานเหนอจด soft knee คอ 10mA จะไดวา

จาก (2) แทนคา 𝑉𝑍(𝑚𝑎𝑥)

𝑅𝐿(𝑚𝑖𝑛)= 𝐼𝐿(𝑚𝑎𝑥) = 20𝑚𝐴

𝑅1(𝑚𝑎𝑥) =((20)(0.9) − (5.6)(1.05))

(10 × 10−3) + (20 × 10−3)= 404

ใช R มคาผดพลาด ±5% ดงน

𝑅1(𝑚𝑖𝑛) =401

1.05= 385

จาก (3) แทนคา 𝑉𝑍(𝑚𝑖𝑛)

𝑅𝐿(𝑚𝑖𝑛)= 𝐼𝐿(𝑚𝑖𝑛) = 10𝑚𝐴

𝐼𝑍(𝑚𝑎𝑥) =(20)(1.1)−(5.6)(0.95)

(385)(0.95) −10 × 10−3

= 35.87 mA

Maximum power dissipation= (35.87)(5.6)(0.95)

= 190.82 mW 1N752 ม maximum rating, 400mw เพราะฉะนนจากการออกแบบสามารถใชไดอยางปลอดภย

2. Series voltage regulator

รปท 4 เปนวงจรงายๆของ Series voltage regulator

Feedback

ControlVref

RL VoVin

รปท 4

วงจร series voltage regulator นเปน regulator ทสามารถสรางไดงายๆและมราคาถก ขจด ripple

ไดด การเปลยนแปลงของแรงดน o/p ตอโหลดและการเปลยนแปลงของ 𝑉𝑖𝑛 ต าเนองจากใชวงจร negative-

feedback control ซงจะควบคมให 𝑉 = 𝑉𝑟𝑒𝑓 (reference voltage) ใชเวลาโดยการปอนแรงดนควบคม



series element ซงเปน transistor ทท างานอยในชวง active region สวน feedback control โดยทวไปจะเปน comparison amplifier

ขอเสยของ series regulator กคอ มประสทธภาพต าเมอเทยบกบ regulator แบบอนๆ Transistor ทใชเปน series element ตองเปน power transistor เพราะกระแสโหลดจะไหลผานตวมน และมแรงดนตกครอมเทากบ 𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝑜𝑢𝑡 ดงนน 𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝑜𝑢𝑡 มคาสงจะเกด power dissipation ทตว transistor สงมากในการใชงานจรง transistor ตวนจงตองตด heat sink เพอชวยในการระบายความรอน และขดจ ากดของกระแสโหลดขนอยกบอตราทนกระแสของ transistor

เมอดจากรปท 5 ซงเปน 𝐼𝐶 − 𝑉𝐶𝐸 curve ของ transistor โดยทวไปจะม knee point อยท 𝑉𝐶𝐸

ประมาณ 2 V ถา 𝑉𝐶𝐸 มากกวาจดน transistor จะเขาส saturation region ท าให gain ต า แตถาต ากวา 2 V จะเปนชวง active region การเปลยนแปลงในแรงดน i/p จะผานไปยง o/p ไดมาก ดงนนแรงดน i/p ต าสดตอง

ไมนอยกวา 𝑉𝑂 + 2 𝑉 เพอให transistor อยในชวง saturation region

Ic

2VCE

1

รปท 5

ถาเราไมค านงถง loss ในอปกรณอนๆและให 𝑉𝑖𝑛 เปนแรงดน DC ทเรยบไมม ripple และ 𝑉𝑖𝑛 เปลยนในชวง

±T% ดงนนแรงดน i/p ต าสด คอ

(1 − 0.01𝑇)𝑉𝑖𝑛 = 𝑉𝑂 + 2 (6)

𝑉𝑖𝑛 = nominal i/p voltage

และแรงดน i/p สงสดคอ

(1 + 0.01𝑇)𝑉𝑖𝑛 =(1+0.01𝑇)

(1−0.01𝑇)(𝑉𝑜 + 2) (7)

ประสทธภาพต าสดจะเกดขนเมอ 𝑉𝑖𝑛 มคาสง

𝐸𝑚𝑖𝑛 =𝑃𝑂

𝑃𝑖𝑛=

𝑉𝑂𝐼𝑂

𝑉𝑖𝑛(𝑚𝑎𝑥)𝐼𝑂=

𝑉𝑂

𝑉𝑖𝑛(𝑚𝑎𝑥)

=𝑉𝑂

(1+0.01𝑇)

1−0.01𝑇

/(𝑉𝑂 + 2)



=(1−0.01𝑇)

1+0.01𝑇

𝑉𝑜

𝑉𝑜+2 (8)

หมายเหต : สมการ 8 นเปนกรณของ fixed regulator Vo ไมเปลยนแปลง จากรปท 3 ในกรณทตองการชวงกระแสโหลดทเปลยนแปลงไดมาก โดยไมท าใหจดท างานของ Zener diode เปลยนไปมาก เราอาจใชวงจรดงรปท 2 ซงใชทรานซสเตอรชวยจายกระแสใหโหลดดงนนอตราการเปลยนแปลง

ของ 𝐼𝑍 ตอ 𝐼𝐿 จะลดลงดวย factor (current gain transistor) วงจรนเรยกวา “Zener diode-Emitter Follower Regulator”

-+

VZ

VBE

VoVin

R1

RL

รปท 6

∆𝐼𝑍 =∆𝐼𝐿

𝛽 (4)

𝑉𝑂 = 𝑉𝑍 − 𝑉𝐵𝐸 (5)

𝑅1 =𝑉𝑖𝑛−𝑉𝑍

𝐼𝐵+𝐼𝑍=

𝑉𝑖𝑛−𝑉𝑍𝐼𝐶𝛽

+𝐼𝑍

โดย 𝐼𝐶(𝑚𝑎𝑥) ≈ 𝐼𝐸(𝑚𝑎𝑥) =กระแสสงสดทตองการใหวงจรสามารถจายได

𝐼𝑍 = กระแสต าสดทจะท าให Zener diode ท างาน ถาโหลดเพมขน Vo กจะเพมขนดวย ดงนนจะท า ให VBE ลดลง (Vo คงท) การลดลงของ VBE น เองเปนผลใหการน า กระแสของทรานซสเตอรลดลง ท า ให VCE มคาเพมมากขน ในขณะท Vin คงท ดงนน จะท า ให Vo ลดลงเหลอเทาเดม นนคอ ท า ให Output Voltage (Vo) มคาคงทในท านองเดยวกน ถาโหลดมคาลดลง จะท า ให Vo ลดลงดวย เปนผลให VBE เพมขน ซงเปนการเพมการน า กระแสของทรานซสเตอร ท า ให VCE ลดลง สงผลให Vo มคาเพมขน แตวงจรนกมขอเสยคอ เมอแรงดน input หรอกระแสโหลดเพมมากขน กระแสทไหลผาน zener diode กตองมคามากขนดงนนอาจเกดความเสยหายกบ zener diode ไดปญหานสามารถแกไขไดโดยใชวงจร Darlington pair-transistor regulator ดงรปท 8



3. Overcurrent/Short-circuit Protection

ในรปท 7 เปนคณสมบตของวงจร Over Current Protection แบบทเปน constant current 𝐼𝐶 คอ

ขนาดกระแสโหลดทวงจรสามารถจายเตมท ถาเราตง 𝑉𝑂 = 𝑉1 ใส 𝑅𝐿 = 𝑅1 จะไดกระแส 𝐼𝑂 คาหนงท

จด A เมอเราลดขนาด 𝑉1 ลงเรอยๆ 𝐼𝑂 จะเพมขน จนกระทงถงจดท 𝐼𝑂 = 𝐼𝐶 วงจรจะเปลยนการท างานไป

เปน constant source โดยอตโนมตจากจดนถาขนาดของ RL ลดลงอก, 𝐼𝑂 = 𝐼𝐶 คงทแต Vo จะลดลงเรอยๆ

ดงรปทจด B และ C (𝑅2 > 𝑅3)

รปท 7

รปท 8 เปนวงจรใชงาน Roc เปน current sensing resistor Q1, Q2 เปน Darlington on pair ท างาน

ดวยกระแส 𝐼𝑏 ทปอนเขาขา base ของ Q1 ตามปกต Q3 จะ off อย และจะ ON ตอเมอแรงดนตกครอม Roc มคาประมาณ 0.7V เพราะฉะนน

จะได 𝑅𝑂𝐶 =0.7

𝐼𝑜Ω

เมอ Q3 ON มนจะดงกระแส 𝐼𝑏 สวนหนงท าใหกระแส o/p รกษาระดบอยท 𝐼𝑜 ตลอดเวลา

305510Ω 5W Io

Vo

RL

Co

Roc

Q3

5.6V

Q2

Q1

Rb

390ΩVin

รปท 8

V0

V1

V2

V3

A R1

R2

B

R3C

Ic Io



การหาคา 𝑅𝑏 เรมจากการหาคา 𝐼𝑏 ทตองการจาก

𝐼𝑜 = 𝛽𝑄1𝛽𝑄2

𝐼𝑏 (10) แรงดนสงสดทตกครอม 𝑅𝑏 ประมาณไดวา

𝑉𝑅𝑏 = 𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝐵𝐸1−𝑉𝐵𝐸2 − 𝑉𝐵𝐸3 − 𝑉𝑂 (11)

ดงนน 𝑅𝑏 = (𝑉𝑖𝑛 − 𝑉𝑂 − 𝑉𝐵𝐸1−𝑉𝐵𝐸2 − 𝑉𝐵𝐸3) (𝛽𝑄1𝛽𝑄2

𝐼𝑂) (12)

4. IC Voltage Regulator

4.1 IC Fixed Voltage Regulator

IC Fixed Voltage Regulator มอยมากมาย ในการทดลองนจะขอแนะน าแบบงายๆและนยมใชกนโดยทวไป คอ IC ในตระกล 78xx โดยท xx สองตวหลงจะเปนตวระบคา voltage เชน เบอร 7812 ใหแรงดน o/p เปน 12V เปนตน IC ตระกลนมวงจรจ ากดกระแสภายในตวเพอปองกนกระแสโหลดมากเกนขดจ ากดซงจะท าให IC หรออปกรณอนในวงจรเสยหายได การใชงาน IC เหลานท าไดงาย เพราะตองการอปกรณประกอบอนนอยมาก สงทจะตองค านงถงคอ แรงดน i/p เพราะจะมแรงดนสวนหนงตกครอม IC ซงทางบรษทผผลตจะก าหนดไวใน data sheet เรยกวา “drop out voltage” ส าหรบ IC ตระกล 78xx จะม drop out voltage ประมาณ 2V ดงนน Vin ต าสดจะตองมคามากกวา Vo + 2V และ Vin สงสดกตองไมเกนคาทก าหนดไวใน data sheet เพราะจะท าให IC เสยหายได รปท 9 เปนวงจรทใชงานโดยทวไป

78xx

Vin

C1

D1

C2

Vout

รปท 9

C1 เปนตว filter. C2 เปน capacitive load ตามทก าหนดไว data-sheet ไมนอยกวา 0.01 µF เพอก าจด high frequency noise. Diode D1 เปน protection diode ในกรณท i/p short ลง ground หรอ power off. แลว output-capacitor ยงมประจอยเตมจะเกด reverse-voltage ตกครอมตว regulator ในกรณท Co มขนาดใหญอาจท าใหตว regulator IC พงเสยหายได D1 จะชวยใหประจ discharge ผานตวมนไป โดยทวไป D1 นไมจ าเปนตองใสถา Co < 10 µF



ส าหรบ load regulation จะก าหนดไวใน data sheet โดยก าหนดกระแสใชงานสงสดไวดวย และ line regulation กก าหนดชวงของแรงดน i/p ไวถากระแส load มากเกนก าหนดจะท าให ΔVo มคาสง ดงนนในการทใชงานทตองการ Io สง ตองตอ Transistor ชวยจายกระแสดงรปท 10

78xx

Q1

R1

Vin

C1 C2

Iout

Vout

IREG

IQ1

รปท 10

โดยท R1 = VBEQ1/(IREG(MAX) – (IQ1 / 𝛽𝑄1 (min))) 𝛽𝑄1(min) >10 (9)

หรอ 𝑅1 =𝛽𝑄1(𝑚𝑖𝑛)(𝑉𝐵𝐸𝑄1)

(𝛽𝑄1(𝑚𝑖𝑛)+1)𝐼𝑅𝐸𝐺(𝑀𝐴𝑋)−𝐼𝑜

ทงนจะตองค านงถงอตราการจายกระแสของ transistor Q1 วาสามารถทนไดเทาไร

IQ1 = Iout-IREG

VBEQ1 คอ แรงดน VBE ของ Q1

IREG คอ กระแสสงสดทตองการใหไหลผาน IC regulator ส าหรบ 78xx ตองไมเกน 1A

𝛽𝑄1 ดจาก Datasheet ซงระบเปนคา hFE ถาไมบอกคาต าสดใหใชคาประมาณ 0.8 ของ hFE สงสด

4.2 IC Variable Voltage Regulator

เปน IC regulator ทสามารถปรบแรงดน o/p ไดในชวงกวาง เชน เบอร **317 เปน IC 3 ขา สามารถปรบแรงดน o/p ไดตงแต 1.2 ถง 37 V ดง

รปท 11 เปนวงจรใชงานแบบงายๆ โดย

𝑉𝑜 = 1.25 (1 +𝑅2

𝑅1) + 𝐼𝐴𝑑𝑗𝑅2 (10)

เมอ 𝐼𝐴𝑑𝑗 คอ กระแสขา Adjust มคา 50-100A

รปท 12 เปนวงจรทมการใชทรานซสเตอรชวยจายกระแส

โดยท R1 = VBEQ1/(IREG(MAX) – (IQ1 / 𝛽𝑄1 (min))) 𝛽𝑄1(min) >10 (9)



317outin

Vin

IAdj

Vref

I1

R1

R2

Vout

ทงนจะตองค านงถงอตราการจายกระแสของ transistor Q1 วาสามารถทนไดเทาไร

IQ1 = Iout-IREG

VBEQ1 คอ แรงดน VBE ของ Q1

IREG คอ กระแสสงสดทตองการใหไหลผาน IC regulator มคาสงสด 2.2A ถา VI-VO≤15V

𝛽𝑄1 ดจาก Datasheet ซงระบเปนคา hFE ถาไมบอกคาต าสดใหใชคาประมาณ 0.8 ของ hFE สงสด

รปท 11

317

IQ1

R1

0.1uF

ADJR2

R3

1µF

VoutVin

1k

in out

IREG 100

รปท 12



การทดลองตอนท 1 Simple voltage regulator power supply

1) ตอวงจรดงรปท 123 โดยใช Zener diode 5.6 V, 𝑅1 = 390Ω

2) ใชขอก าหนดตามตวอยางหวขอ 1 ให 𝐼𝐿 คงท =15mA (ใชการวดกระแสโดยออม ปรบ VR จน

V ครอม R2 = 3V แลวไมตองปรบอก) ใช 𝑉𝑖𝑛 มคาตงแต 18V ถง 22V โดยปรบ step ละ 0.5V

และวด 𝑉𝑂 แลววาดกราฟระหวาง 𝑉𝑖𝑛 กบ 𝑉𝑂 (ตารางท 1)

R1

Vin Vo

R2

R3

200Ω

5W

1kΩ

IL

รปท 123

3) ให 𝑉𝑖𝑛 คงท = 20V ปรบ 𝐼𝐿 (ใชการวดกระแสโดยออม) ตงแต 10mA (ใช step ละ 1 mA)

พรอมทงวด 𝑉𝑂 แลวน าผลมาวาดกราฟระหวาง 𝐼𝐿กบ 𝑉𝑂 (ตารางท 2)

ตารางท 1 ตารางท 2

𝑉𝑖𝑛 𝑉𝑂

18

18.5

19

19.5

20

20.5

21

21.5

22

𝐼𝐿 𝑉𝑂

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20



4) ตอวงจรตามรปท 134 โดยใช Zener diode 5.6 V, R_1=390Ω transistor เบอร 2SC1815 แลวท าการทดลองเหมอน 2,3

IL

Vin

R1 R2

R3

200Ω

5W

1kΩVo

รปท 134

ตารางท 3 ตารางท 4

𝐼𝐿 𝑉𝑂

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

𝑉𝑖𝑛 𝑉𝑂

18

18.5

19

19.5

20

20.5

21

21.5

22



การทดลองตอนท 2 Voltage regulator with Op-amp

1) ตอวงจรดงรปท 145

Vin

1

11

3

2

LM324Rp 1k

1.2k

Vref

22µF Vo

3055

RL

5W

Vcc

รปท 145

2) ใช 𝑉𝑖𝑛 , 𝑉𝑐𝑐 และ 𝑉𝑟𝑒𝑓 เปน DC voltage ปรบไวคงท 15V (อยาปรบเกน 15 V, เพราะ op amp อาจพงได)

3) ทดลองปรบ 𝑅𝑃 เพอใหได 𝑉𝑅𝑝 = 6 𝑉 เปลยนคา RL ตามตารางท 5 แลววดด 𝑉𝑂 วามการเปลยนแปลงอยางไร ตารางท 5

RL (5W) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1k ∞

Vo

การทดลองตอนท 3 Overcurrent/short-Circuit Protection

1. ตอวงจรดงรป

MJE3055T5Ω 5W Io

Vo

RL

5WCo

22uF

Roc

Q35.6V

Q2

Q1

Rb

75kΩVin =15V

2SC1815Y

2SC1815Y

รปท 16



ถาตองการ 𝑉𝑂 = 10𝑉 และตองการกระแส 𝐼𝑂 สงสด =100mA 𝑄1,𝑄3 ใช 2SC1815 𝑄2

ใช 2N3055 ใช 𝐶𝑂 = 22µ𝐹, 𝑉𝐵𝐸𝑄1,3 = 0.7𝑉

ดงนน 𝑅𝑂𝐶 =𝑉𝐵𝐸𝑄3

𝐼𝑜=

0.7

0.1= 7Ω ใช R= 5Ω 5W

𝛽𝑄1(𝑚𝑖𝑛) = 120, 𝛽𝑄2(𝑚𝑖𝑛) = 20, 𝑉𝐵𝐸𝑄1 = 0.55𝑉, 𝑉𝐵𝐸𝑄2 = 0.5𝑉

จากสมการท 10 100 × 10−3 = 120 × 20 × 𝐼𝑏

𝐼𝑏 = 0.041𝑚𝐴

ดงนนจากสมการท 12 𝑅𝑏 =(15−10−1.9)×(120×20)

0.1

= 74.4𝑘Ω ใช 75𝑘Ω

2. ใช 𝑅𝐿 คาตางๆ ดงตารางท 6 (𝑅𝐿 ตองใชททน power ไดสงๆ) ตารางท 6

𝑅𝐿(Ω ,5W) ∞ 200 150 100 50 25 10

𝐼𝑂(mA)

𝑉𝑂 (V)

การทดลองตอนท 4.1 IC Variable voltage regulator

317

MJE2955T IQ1

R1

0.1uF

ADJR2

R3

1µF

VoutVin

1k

in out

IREG

1

100

รปท 157

1. ตอวงจรดงรปท 157



2. ก าหนดใหท Iout =100 mA ให IREG(MAX) =10 mA, VBE =0.8 V Ω, 𝛽𝑚𝑖𝑛 ของ MJE2955T = 20 ดงนนจากสมการ 9 จะได

R1 = VBEQ1/(IREG(MAX) – (IQ1 / 𝛽𝑄1 (min)))

IQ1(MAX) = Iout- IREG(MAX)= 0.1 - 0.01=0.09 A

R1 = 0.8/ (0.01 - (0.09 /20)) = 145.45 Ω ใชคา 150

3. ใช RL =200 Ω 5W, Vin =23 V วด IREG โดยวดความตางศกยครอม R 15W และ Vo ทดลองตามตารางท 7

ตารางท 7

VO(V) 0(ต าสด) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

IREG(mA)

IQ1(mA)

การทดลองตอนท 4.2 IC Fixed Voltage Regulator

รปท 168 4. ตอวงจรดงรปท 168

5. ก าหนดใหท Iout =100 mA ให IREG(MAX) =10 mA

7805

MJE2955T

R1

Vin

C1

0.33 uF

IREG

C2

0.1uF

Iout

Vout

1



IQ1(MAX) = Iout- IREG(MAX)= 100mA - 10mA = 90mA , VBEQ1 =0.7 V Ω 𝛽𝑚𝑖𝑛 ของ MJE2955T = 20 ดงนนจากสมการ 9 จะได

R1 = VBEQ1/(IREG(MAX) – (IQ1 / 𝛽𝑄1 (min)))

R1 = 0.8/ (0.01 - (0.09 /20)) = 145.45 Ω ใชคา 150

6. ใช Vin =15 V วด IREG โดยวดความตางศกยครอม R 1 และ Vo ทดลองตามตารางท 8

ตารางท 8

RL(Ω,5W) ∞ 200 150 100 50 25 10

IREG(mA)

𝑉𝑂 (V)

ค าถาม 1. อธบายหลกการท างานของวงจรในทกการทดลองมาโดยละเอยด สรปผลและวจารณผลการทดลองทงหมด

Documents

การทดลองที่ 6 Voltage Regulators 2 Ex 6 Voltage Regulators I.pdf · รูปที่ 3 ข เป็นวงจรการน า Zener diode มาใช้งานเป็น