ELECTRONICA ANALOGICA POLITEHNICA TIMISOARA CURS COMPLET

Electronica analogica - cursul 4

Note de cursNote de cursNote de cursNote de cursCursul nr. Cursul nr. Cursul nr. Cursul nr. 4444

Conf.Conf.Conf.Conf. dr. ing. dr. ing. dr. ing. dr. ing. Ioan LIEIoan LIEIoan LIEIoan [email protected]@[email protected]@etc.upt.ro

ELECTRONICAELECTRONICA

Electronica analogica - cursul 4 2

Redresor comandat monofazat monoalternantaRedresor comandat monofazat monoalternantaRedresor comandat monofazat monoalternantaRedresor comandat monofazat monoalternantaRedresor comandat monofazat monoalternantaRedresor comandat monofazat monoalternantaRedresor comandat monofazat monoalternantaRedresor comandat monofazat monoalternanta

IL

RL

N1

r1

N2

r2

CCF

v1

v2 is

v2

iLpipipipi 2pipipipi 3pipipipi

t

2pipipipit

iG

CCF circuitul de comand prin faz.

T

v2 vLO

Componenta continua se poate regla ntre o valoare maxim VLO cnd unghiul de comand =0, calculabil cu relaiile corespunztoare de la redresoarele normale, i valoarea zero, cnd =.

luni, 11 martie 2013


Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat monofazat monoalternantamonofazat monoalternantamonofazat monoalternantamonofazat monoalternantamonofazat monoalternantamonofazat monoalternantamonofazat monoalternantamonofazat monoalternanta

+==

pi pi

pi

pi

2

02

'' sin221)(

21)( t

RRRVtdtV

Lir

LLLo

2cos1

2cos12)( '2'

max

pi

+=

+

+

= LoLir

LLo VRR

RVV

( )pi

cos121

''

0 += LML VV

Lir

LLM RR

RVV+

=2' 2

pi

'

'

0'

max00 LMLLVVV ===

=

)2,(0),(sin2

),0(0)( 2'

pipi

pi

tpentrutpentrutV

tpentru

tvL

ComponentaComponenta continua a continua a

tensiuniitensiunii de la bornele sarciniide la bornele sarcinii

ComponentaComponenta continua a continua a

tensiuniitensiunii de de comandacomanda



Redresor comandat monofazat bialternantaRedresor comandat monofazat bialternantaRedresor comandat monofazat bialternantaRedresor comandat monofazat bialternantaRedresor comandat monofazat bialternantaRedresor comandat monofazat bialternantaRedresor comandat monofazat bialternantaRedresor comandat monofazat bialternanta

T4T2

N1

r1

N2

r2

T1T3

RL

vLo

v1v2

v2 is

v2

iL

pipipipi 2pipipipi 3pipipipi

t

2pipipipi

t

iG1

t

iG2

CCF2

N1

N2r1 r2

N2r2 RL

iL

vL

T1

T2

CCF 1

CCF 2

v1

v21

v22



Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat Redresor comandat monofazatmonofazatmonofazatmonofazatmonofazatmonofazatmonofazatmonofazat bialternantabialternantabialternantabialternantabialternantabialternantabialternantabialternanta

+

= ),(sin2),0(0

)(2

'

pi

tpentrut

RRRV

tpentrutv

Lir

LL

)cos1(21sin21)(1)( 220

'' pi

pi

pi

pi

++

=

+==

Lir

L

Lir

LLLo RR

RVtRR

RVtdtV

Lir

LLoLo RR

RVVV+

=

pi2'' 22)0(

max

( )pi

cos12

''

0 += LML VV'

0''

max02

LLML VVV == pi



Redresor Redresor Redresor Redresor Redresor Redresor Redresor Redresor semicomandatsemicomandatsemicomandatsemicomandatsemicomandatsemicomandatsemicomandatsemicomandat monofazatmonofazatmonofazatmonofazatmonofazatmonofazatmonofazatmonofazat bialternantabialternantabialternantabialternantabialternantabialternantabialternantabialternanta

D4T2

N1

r1

N2

r2

D1T3

RL

vLo

v1v2

RLis

vL

T1

CCF

N1

N2r1 r2

N2r2

v1

v21

v22

v21

D1

D2

v1

D4D2

N1

r1

N2

r2

D1D3

RL

vLo

v2

T1

CCF


Electronica analogica - cursul 4 7luni, 11 martie 2013

VariatorulVariatorulVariatorulVariatorulVariatorulVariatorulVariatorulVariatorul de de de de de de de de valoarevaloarevaloarevaloarevaloarevaloarevaloarevaloare efectivaefectivaefectivaefectivaefectivaefectivaefectivaefectiva

DCG2

DCG1

RLVL

n situaiile n care se dorete modificarea valorii efective a tensiunii la bornele sarcinii se poate utiliza urmtoarea schema cu 2 tiristoare conectate antiparalel. (DCG = Dispozitiv de Comanda in Grila)

=pi

pi

2

0

2'LLef )t(d)t(2

1)(V

)2sin211(V)(V 2Lef pipi

=

2LefM VV =

pipi

2sin211

V)(V

'

LefM

'

Lef=

Valoarea maxima se obtine pentru =0

Functia de reglare este:


TranzistorulTranzistorulTranzistorulTranzistorulTranzistorulTranzistorulTranzistorulTranzistorul bipolar cu bipolar cu bipolar cu bipolar cu bipolar cu bipolar cu bipolar cu bipolar cu jonctiunejonctiunejonctiunejonctiunejonctiunejonctiunejonctiunejonctiune (TBJ)(TBJ)(TBJ)(TBJ)(TBJ)(TBJ)(TBJ)(TBJ) Introducere Structur Principiul de funcionare Curenii i tensiunile TBJ Moduri de lucru Tipuri de conexiuni Polarizare. Scheme de polarizare Modele de semnal mic

8luni, 11 martie 2013


Descoperirea tranzistorului bipolar (TB) a deschis o er nou n electronic;

Decembrie 1947 prima demonstraie de amplificare a vocii realizat cu tranzistor bipolar la Bell Laboratories;

Inventatorii TB: William Shockley, John Bardeen i Walter Brattain;

9

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ -------- IntroducereIntroducereIntroducereIntroducereIntroducereIntroducereIntroducereIntroducere



TB are 3 regiuni dopate diferit: 2 zone de tip nnnn separate de o regiune de tip pppp

care alctuiesc TB npnnpnnpnnpn 2 zone de tip pppp separate de o regiune de tip nnnn

care alctuiesc TB pnppnppnppnp

Conexiunile la cele 3 regiuni se numesc: EMITOREMITOREMITOREMITOREMITOREMITOREMITOREMITOR BAZBAZBAZBAZBAZBAZBAZBAZ COLECTORCOLECTORCOLECTORCOLECTORCOLECTORCOLECTORCOLECTORCOLECTOR

10

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ -------- StructuraStructuraStructuraStructuraStructuraStructuraStructuraStructura



Schema bloc simplificat Schema bloc simplificat Schema bloc simplificat Schema bloc simplificat i simbolurile TBi simbolurile TBi simbolurile TBi simbolurile TB

11

TB de tipul npn TB de tipul pnp

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ StructuraStructuraStructuraStructuraStructuraStructuraStructuraStructura, , , , , , , , SimbolSimbolSimbolSimbolSimbolSimbolSimbolSimbol



ObservaObservaObservaObservaii importante:ii importante:ii importante:ii importante: Baza este mai ngust dect regiunile de

emitor i colector Emitorul este foarte puternic dopat (n++ sau

p++) Baza este dopat mediu (p+ sau n+) Colectorul este slab dopat (n sau p )

12

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ -------- StructuraStructuraStructuraStructuraStructuraStructuraStructuraStructura



TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ -------- ImplementareImplementareImplementareImplementareImplementareImplementareImplementareImplementare


Tranzistoarele npn i pnp sunt dispozitive complementare. Teoria se dezvolt pentru TB npn, principiile de baz i

relaiile fiind valabile i pentru TB pnp.


Pentru manifestarea efectului de tranzistor: jonciunea baz-emitor se polarizeaz direct iar jonciunea baz-colector se polarizeaz invers.

14

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ PrincipiiPrincipiiPrincipiiPrincipiiPrincipiiPrincipiiPrincipiiPrincipii de de de de de de de de functionarefunctionarefunctionarefunctionarefunctionarefunctionarefunctionarefunctionare



Denumirea tranzistorului provine de la:TRANTRANTRANTRANTRANTRANTRANTRANsfer reSISTORSISTORSISTORSISTORSISTORSISTORSISTORSISTOR

i se refer la transferarea curentului dintr-un circuit cu rezisten mic circuitul B-E, unde jonciunea B-E este polarizat direct, ntr-un circuit cu rezisten mare circuitul B-C, unde jonciunea B-C este polarizat invers.

15




Deplasarea purttorilor de sarcin prin tranzistorul bipolar

16




Efecte primare:1. Jonciunea B-E fiind polarizat direct,

electronii din emitor difuzeaz n baz prin regiunea de sarcin spaial B-E unde devin purttori minoritari de sarcin n exces. Concentraia lor depinde de tensiunea B-E.

2. Jonciunea B-C este polarizat invers i astfel concentraia electronilor minoritari la marginea jonciunii B-C este, ideal, egal cu zero.

17




3. Purttorii minoritari de sarcin difuzeaz prin regiunea bazei. Are loc, de asemenea, un proces de recombinare a unor electroni minoritari cu golurile majoritare din regiunea p a bazei.

4. Electronii difuzeaz prin baz n regiunea de sarcin spaial a jonciunii B-C polarizat invers. Cmpul electric intens din regiunea de sarcin spaial B-C atrage electronii spre colector.




Numrul de electroni din colectorcolector este o funcie de numrul de electroni injectai n baz baz.

5.Curentul de colector depinde de tensiunea B-E.

Aciunea tranzistorului const n contolul curentului de la un terminal (colectorul) de

ctre tensiunea dintre celelalte dou terminale(baza i emitorul).




Curenii i tensiunile la TB

20

VVCECE

EE

IICC

CC

BB

VVBEBE

VVCBCB

IIEE

IIBB

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ CurentiCurentiCurentiCurentiCurentiCurentiCurentiCurenti -------- TensiuniTensiuniTensiuniTensiuniTensiuniTensiuniTensiuniTensiuni

VVECEC

EE

IICC

CC

BB

VVEBEB

VVBCBC

IIEE

IIBB



Curentul total de emitor se scrie

Deoarece att IC ct i IE depind de exp(vexp(vexp(vexp(vBEBEBEBE/V/V/V/VTTTT)))), raportul dintre curentul de colector i cel de emitor este o constant numit factor de amplificare factor de amplificare factor de amplificare factor de amplificare n conexiune bazn conexiune bazn conexiune bazn conexiune baz----comuncomuncomuncomun.

Deoarece iC


Curentul total de baz, depinde de exp(vexp(vexp(vexp(vBEBEBEBE/V/V/V/VTTTT)))) Astfel, raportul dintre curentul de colector i cel de baz este

o constant

care se numete factor de amplificare factor de amplificare factor de amplificare factor de amplificare n curent n curent n curent n curent n conexiune n conexiune n conexiune n conexiune emitoremitoremitoremitor----comuncomuncomuncomun.

De obicei curentul de baz este mult mai mic dect cel de colector i factorul este mult supraunitar (100 sau mai mult).

22

B

C

ii

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ MarimiMarimiMarimiMarimiMarimiMarimiMarimiMarimi



Relaia principal ntre curenii prin TB:

23

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ MarimiMarimiMarimiMarimiMarimiMarimiMarimiMarimi


CBE

BC

IIIII+=

=


TB din figura anterioar poate fi polarizat n unul din cele 3 moduri de lucru:

1.1.1.1.1.1.1.1.BlocareBlocareBlocareBlocareBlocareBlocareBlocareBlocare2.2.2.2.2.2.2.2.Regiunea activ normalRegiunea activ normalRegiunea activ normalRegiunea activ normalRegiunea activ normalRegiunea activ normalRegiunea activ normalRegiunea activ normal (RAN)(RAN)(RAN)(RAN)(RAN)(RAN)(RAN)(RAN)3.3.3.3.3.3.3.3.SaturaSaturaSaturaSaturaSaturaSaturaSaturaSaturaieieieieieieieie

24

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ ModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuri de de de de de de de de lucrulucrulucrulucrulucrulucrulucrulucru


Saturatie (switch-on)DirectDirect

Activa (amplificare)InversDirect

Blocare (switch-off)InversInvers

RegiuneaRegiuneaRegiuneaRegiunea de de de de operareoperareoperareoperarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizare JonctJonctJonctJonct. B. B. B. B----CCCCPolarizarePolarizarePolarizarePolarizare JonctJonctJonctJonct. B. B. B. B----EEEE


BLOCAREBLOCAREBLOCAREBLOCAREBLOCAREBLOCAREBLOCAREBLOCARE RANRANRANRANRANRANRANRAN SATURASATURASATURASATURASATURASATURASATURASATURAIEIEIEIEIEIEIEIE

VVVVBEBEBEBE0000 VVVVBEBEBEBE>0>0>0>0 VVVVBEBEBEBE>0>0>0>0VVVVBCBCBCBC


TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ ModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuri de de de de de de de de lucrulucrulucrulucrulucrulucrulucrulucru BlocareBlocareBlocareBlocareBlocareBlocareBlocareBlocare



CERBECBCCCC VVVVRIV +=++=

Regiunea activ normal Regiunea activ normal Regiunea activ normal Regiunea activ normal (RAN)(RAN)(RAN)(RAN)

n acest mod de lucru exist curent prin TB. Aplicnd teorema II Kirchhoff, rezult:

Dac tensiunea VCC este suficient de mare iar tensiunea VR suficient de mic, se obine VCB>0, ceea ce nseamn c jonciunea B-C este polarizat invers, aa cum cere acest mod de lucru.

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ ModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuri de de de de de de de de lucrulucrulucrulucrulucrulucrulucrulucru



Odat cu creterea tensiunii VBE, cresc curentul IC i tensiunea VR;

Dar la creterea tensiunii VR corespunde scderea tensiunii VCB;

Pentru o anumit valoare a lui IC, tensiunea VCB devine egal cu zero.

O cretere uoar a curentului IC dincolo de aceast valoare determin ca VCB


TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ ModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuri de de de de de de de de lucrulucrulucrulucrulucrulucrulucrulucru RegiuneaRegiuneaRegiuneaRegiuneaRegiuneaRegiuneaRegiuneaRegiunea ActivaActivaActivaActivaActivaActivaActivaActiva


IC

n

n

C

B

E

p

VBB

VCC

10 V

RE

RC

RB

VBE

VCE

IB

IC

IE V

BE < V

CE < V

CC

C BI I=

0.7 V

+5.0 V


TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ ModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuri de de de de de de de de lucrulucrulucrulucrulucrulucrulucrulucru -------- SaturatieSaturatieSaturatieSaturatieSaturatieSaturatieSaturatieSaturatie


n

n

C

B

E

p

VBB

VCC

RE

RC

RB

VBE

VCE

IB

IC

IE V

CE < V

BE

0.8 V

0.2 V

0.2VCC CCC

C E C E

V VIR R R R

+ +

IC


TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ ModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuriModuri de de de de de de de de lucrulucrulucrulucrulucrulucrulucrulucruValoriValoriValoriValoriValoriValoriValoriValori pentrupentrupentrupentrupentrupentrupentrupentru tensiunitensiunitensiunitensiunitensiunitensiunitensiunitensiuni sisisisisisisisi curenticurenticurenticurenticurenticurenticurenticurenti


VCC - 0.2 V VCC

0.2 V (VCC - 0.2 V) / RC

VCC / RC 0.8 VSaturatie

= ICRC= VCC - ICRC= IB 0.7 VActiva

= 0 V= VCC= 0 A< 0.5 VBlocare

VVVVRCRCRCRCVVVVCECECECEIIIICCCCVVVVBEBEBEBERegiuneaRegiuneaRegiuneaRegiunea

((((modulmodulmodulmodul) de ) de ) de ) de operareoperareoperareoperare


n schemele practice, tranzistorul poate fi privit ca un cuadripol (circuit cu dou borne de intrare i dou borne de ieire).

Tranzistorul are trei terminale, deci un terminal trebuie s fie comun att intrrii ct i ieirii.

Exist trei moduri fundamentale de conectare: EC emitor comun BC baz comun CC colector comun

Caracteristicile statice pentru conexiunea EC, (cea mai des utilizat n circuitele electronice) se definesc astfel:.

IB = f(VBE) la VCE = ct. = familia caracteristicilor de intrare; IC = f(VCE ) la IB = ct. = familia caracteristicilor de ieire; IC = f(IB) la VCE= ct. = familia caracteristicilor de transfer.

32

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TipuriTipuriTipuriTipuriTipuriTipuriTipuriTipuri de de de de de de de de conexiuniconexiuniconexiuniconexiuniconexiuniconexiuniconexiuniconexiuni



EEVVEBEB

BB BB

CCIICCIIEE

VVCBCB

BB

EE

CC

EE

IIBB IICC

VVBEBE VVCECE

BB

CC

EE

CC

IIBB IIEE

VVBCBC VVECEC

Tipul de conexiune se apreciaz pe schema echivalent de c.a. n

funcie de terminalul care, n c.a., este conectat la mas.

BC

EC

CC




Caracteristicile iC=f(vCE) pentru TB n conexiunea emitor-comun (EC) au forma:

34

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ CaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristica de de de de de de de de iesireiesireiesireiesireiesireiesireiesireiesire



TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ CaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristicaCaracteristica de de de de de de de de iesireiesireiesireiesireiesireiesireiesireiesire



Scheme practice

conexiune EC conexiune BC conexiune CC

36

Vin

R3 R7

Vin

Q2

R8

VCC

C2VCC

Q3Vin

R5

C3

VCC

R10C4

R1

0

R9C5

Q1Vout

0

C6

0

C7

0 0

R4

0

Vout

C8

Vout

R2 R6

C1

0




RC

RE

RB

IICC

VVCECE

VVBEBE

IIBBVVBB

+E+ECC

VVCE CE [V][V]

P1

P2

PSF

IC [mA]

IB1>IB

IB

IB2


TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ PolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizare pozitiapozitiapozitiapozitiapozitiapozitiapozitiapozitia PSFPSFPSFPSFPSFPSFPSFPSF--------uluiuluiuluiuluiuluiuluiuluiului



TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ PolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizare

ERCECCC VVRIE ++=

RC

RE

RB

IICC

VVCECE

VVBEBE

IIBBVVBB

+E+ECC

VVRERE

CEPC VE 2

Din conditia de stabilitate a PSF: VRE (0,10,2)EC

CP

C

BPCP

C

EP

CE I

EII

EI

ER

1,01,01,0

+== dac 100

CP

RECEPCC I

VVER

=

/IVVV

IVVVR

CP

REBEPB

BP

REBEPBB

----

==

Schema de Schema de polarizarepolarizare cu cu douadouasursesurse de de alimentarealimentare independenteindependente

VB VBE0 = tensiunea maxim admis ntre baz i emitor cu colectorul deschis




ERCECCC VVRIE ++=

RC

RE

RB

IICC

VVCECE

VVBEBE

IIBB

+E+ECC

VVRERE

CEPC VE 2


CP

C

BPCP

C

EP

CE I

EII

EI

ER

1,01,01,0

+== dac 100

CP

RECEPCC I

VVER

=

Schema de Schema de polarizarepolarizare cu o cu o sursasursade de alimentarealimentare sisi un un rezistorrezistor in in bazabaza

/CPREBEPC

BP

REBEPCB I

VVEI

VVER

=

=




ERCECCC VVRIE ++=

RC

RE

RB1

IICC

VVCECE

VVBEBE

IIBB

+E+ECC

VVRERE

CEPC V2E Din conditia de stabilitate a PSF:

VRE (0,10,2)EC

CP

C

BPCP

C

EP

CE I

EII

EI

ER

1,01,01,0

+== dac 100

CP

RECEPCC I

VVER

=

Schema de Schema de polarizarepolarizare cu o cu o sursasursade de alimentarealimentare sisi divizordivizor in in bazabaza

RB2

BPD

REBEPCB II

VVER

+

=1D

REBEPB I

VVR

+=2;

ID = (5...20)IBPluni, 11 martie 2013




ELECTRONICAELECTRONICAAnalogicaAnalogica


TranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoare bipolarebipolarebipolarebipolarebipolarebipolarebipolarebipolare

Modele de semnal mic

Etajul de amplificare cu tranzistor bipolar

Influenta rezistentei din emitor

TranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoare unipolareunipolareunipolareunipolareunipolareunipolareunipolareunipolare: J: J: J: J: J: J: J: J--------FETFETFETFETFETFETFETFET

Functionare.

Polarizare. Scheme de polarizare.

Scheme echivalente in regim dinamic.

Etajul de amplificare cu J-FET

TranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoare MOSMOSMOSMOSMOSMOSMOSMOS

2luni, 18 martie 2013


RC

RE

RB

IICC

VVCECE

VVBEBE

IIBBVVBB

+E+ECC

VVCE CE [V][V]

P1

P2

PSF

IC [mA]

IB1>IB

IB

IB2


TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ PolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizare pozitiapozitiapozitiapozitiapozitiapozitiapozitiapozitia PSFPSFPSFPSFPSFPSFPSFPSF--------uluiuluiuluiuluiuluiuluiuluiului




ERCECCC VVRIE ++=

RC

RE

RB

IICC

VVCECE

VVBEBE

IIBBVVBB

+E+ECC

VVRERE

CEPC VE 2


CP

C

BPCP

C

EP

CE I

EII

EI

ER

1,01,01,0

+== dac 100

CP

RECEPCC I

VVER

=

/IVVV

IVVVR

CP

REBEPB

BP

REBEPBB

----

==

Schema de Schema de polarizarepolarizare cu cu douadouasursesurse de de alimentarealimentare independenteindependente

VB VBE0 = tensiunea maxim admis ntre baz i emitor cu colectorul deschis




ERCECCC VVRIE ++=

RC

RE

RB

IICC

VVCECE

VVBEBE

IIBB

+E+ECC

VVRERE

CEPC VE 2


CP

C

BPCP

C

EP

CE I

EII

EI

ER

1,01,01,0

+== dac 100

CP

RECEPCC I

VVER

=

Schema de Schema de polarizarepolarizare cu o cu o sursasursade de alimentarealimentare sisi un un rezistorrezistor in in bazabaza

/CPREBEPC

BP

REBEPCB I

VVEI

VVER

=

=



ExempluExempluExempluExemplu influentainfluentainfluentainfluenta temperaturiitemperaturiitemperaturiitemperaturii asupraasupraasupraasupra PSFPSFPSFPSF

Transistorul din fig. are = 100 la T = 25 C si = 150 la T = 100

C. Determinati coordonatele PSF-ului (IC

si VCE) in cele doua

situatii.

1.923.0420.28100

3.942.02820.2825

VVVVCECECECE (V)(V)(V)(V)IIIICCCC (mA)(mA)(mA)(mA)IIIIBBBB ((((A)A)A)A)Temp(Temp(Temp(Temp(CCCC))))

7



ERCECCC VVRIE ++=

RC

RE

RB1

IICC

VVCECE

VVBEBE

IIBB

+E+ECC

VVRERE

CEPC V2E Din conditia de stabilitate a PSF:

VRE (0,10,2)EC

CP

C

BPCP

C

EP

CE I

EII

EI

ER

1,01,01,0

+== dac 100

CP

RECEPCC I

VVER

=

Schema de Schema de polarizarepolarizare cu o cu o sursasursade de alimentarealimentare sisi divizordivizor in in bazabaza

RB2

BPD

REBEPCB II

VVER

+

=1D

REBEPB I

VVR

+=2;

ID = (5...20)IBPluni, 18 martie 2013


Determinati valorile lui ICand V

CEpentru circuitul din figura

( )

2

1 2

4.7k10V 2.07V22.7k

B CCRV V

R R=

+

= =

0.7V2.07V 0.7V 1.37V

E BV V= = =

Deoarece IC

IE(sau >> 1),

1.37V 1.25mA1.1k

ECQ

E

VIR

= =

( )( )( )10V 1.25mA 4.1k 4.87V

CEQ CC CQ C EV V I R R= +

= =

TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ TBJ PolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizarePolarizare cu cu cu cu cu cu cu cu divizordivizordivizordivizordivizordivizordivizordivizor in in in in in in in in bazabazabazabazabazabazabazabaza -------- exempluexempluexempluexempluexempluexempluexempluexemplu

22

2.07V 440.4A4.7k

BVIR

= = =

1.25mA1 50+1

24.51A

EB

FE

IIh

= =

+

=

2 10 BI I >

9


TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In regimregimregimregimregimregimregimregim dinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamic de de de de de de de de joasajoasajoasajoasajoasajoasajoasajoasa frecventafrecventafrecventafrecventafrecventafrecventafrecventafrecventaiiBB iiCC

BB

EE

CC

EEvvBEBE vvCECEvv22

Tranzistor

ii11 ii22

vv11

=

=

),(),(

212

211

vifivifv

+

=

+

=

22

21

1

22

22

11

1

11

dvv

idiiidi

dvv

vdiivdv

.| 21

111 ctvi

vh =

= .| 12

112 cti

v

vh =

=

.| 21

221 ctvi

ih =

= .| 12

222 cti

v

ih =

=

+=

+=

2221212

2121111

vhihivhihv



TBJ in TBJ in TBJ in TBJ in TBJ in TBJ in TBJ in TBJ in regimregimregimregimregimregimregimregim dinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamic de de de de de de de de joasajoasajoasajoasajoasajoasajoasajoasa frecventafrecventafrecventafrecventafrecventafrecventafrecventafrecventa

iiBB iiCCBB

EE

CC

EEvvBEBE vvCECEvv22

Tranzistor

ii11 ii22

vv11



TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In TBJ In regimregimregimregimregimregimregimregim dinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamic de de de de de de de de joasajoasajoasajoasajoasajoasajoasajoasa frecventafrecventafrecventafrecventafrecventafrecventafrecventafrecventa

iiBB iiCCBB

EE

CC

EEvvBEBE vvCECE

+=

+=

ceebec

ceebebe

vhihivhihv

2221

1211

vcevbe

h21eib ic

h12evce

ib h11e

EE

~

BB

EE

CC

e22h1 vcevbe

h21eib icib

h11e

EE

BB

EE

CC

e22h1

4e12 10h

=

CP

T

CP

Te21e11 I

VIVhh == =e21h =

B

C

ii



EtajulEtajulEtajulEtajulEtajulEtajulEtajulEtajul de de de de de de de de amplificareamplificareamplificareamplificareamplificareamplificareamplificareamplificare cu TBJcu TBJcu TBJcu TBJcu TBJcu TBJcu TBJcu TBJ

Rg

eg

vi

CB

RB2 RE CE

RLvo

RCCL

RB1

EC

Generatorul de semnal

~

B

fofj fs

A0

f

Ao

A

2Ao

( )( )

10R;Rmin

Cf21

10R;Rmin

Cf21

10R

Cf21

LC

Lj

ig

Bj

E

Ej

pi

pi

pi



Amplificare de tensiune

Amplificare de curent

Impedanta de intrare

Impedanta de iesire



RCR

B

Q1

Ai = 100

15 A10 A 5 A

VB

IB

1.5 mA1 mA500 A

VC

IC

8 V6 V4 V

+VCC



EchivalariEchivalariEchivalariEchivalariEchivalariEchivalariEchivalariEchivalari in in in in in in in in regimregimregimregimregimregimregimregim dinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamicdinamic

EC

EE

vo

RLRC

CC

CC

Rds

vo

C

vcevbe

h21eib icib

h11e

EE

BB

EE

CCBB

EE

CC

RB2RB1

BB

BB

RB


EE

CERE

Rg

Rst Rs

eg

vo

~

Ri Rit

Rc RL

RB2 RB1

vi

Rds

E

BC


Schema Schema Schema Schema Schema Schema Schema Schema echivalentaechivalentaechivalentaechivalentaechivalentaechivalentaechivalentaechivalenta dinamicadinamicadinamicadinamicadinamicadinamicadinamicadinamica cu cu cu cu cu cu cu cu parametriparametriparametriparametriparametriparametriparametriparametri hibrizihibrizihibrizihibrizihibrizihibrizihibrizihibrizi

EE

BB

RB

h21eib ioib

h11e

CC

Rdsvovi

Rg

eg ~

ii

Rg

eg

vi

CB

RB2 RE CE

RLvo

RCCL

RB1

EC


~

eBi hRR 11=

gi

i

e

dsev RR

Rh

RhA

+=

11

21



EtajulEtajulEtajulEtajulEtajulEtajulEtajulEtajul amplificatoramplificatoramplificatoramplificatoramplificatoramplificatoramplificatoramplificator cu TBJ cu TBJ cu TBJ cu TBJ cu TBJ cu TBJ cu TBJ cu TBJ influentainfluentainfluentainfluentainfluentainfluentainfluentainfluenta rezistenteirezistenteirezistenteirezistenteirezistenteirezistenteirezistenteirezistentei din din din din din din din din emitoremitoremitoremitoremitoremitoremitoremitor

RE

Rg

eg

vi

CB

RB2

RL

vo

RCCL

RB1

EC


~

EE

BB

RB

h21eib ioib

h11e

CC

Rdsvovi

Rg

eg ~

ii

RE

( )

( )

]R)h1(h[R]R)h1(h[RR

Rh1hv

Rv

vR

Rh1h[iv;Rvidar

iiv

ivR

Ee21e11B

Ee21e11Bi

Ee21e11

i

B

i

ii

Ee21e11biB

iRB

bRB

i

i

ii

+++

++=

+++

=

++==

+==

iRB

(1+h21e)ib

Ri

T.K.T.K.

( ) bEe21e11idsbe21dso0

g

i

i

0

g

0v

i)Rh1h(v.K.TRihRiv

e

v

v

v

e

vA

++=

==

==

Rg

Rieg

vigi

igi RR

Rev

+=

( ) gii

Ee21e11

dse21v RR

RRh1h

RhA+

++=



FuncFuncionareaionarea: se bazeaz pe variavariaia conductibilitia conductibilitii unui canalii unui canal din semiconductor prin care, curentul curentul realizat de purttori de sarcin de acelai tip, este obligat s circule sub aceste obligat s circule sub aciunea cmpului electric creat de semnalul de iunea cmpului electric creat de semnalul de comandcomand.

Tranzistoarele bipolareTranzistoarele bipolare (din germaniu, siliciu sau arseniur de galiu) n-au mai corespuns dezvoltrii circuitelor integrate,

- din cauza consumului propriu prea mare- din cauza densitii maxime de dispozitive pe unitatea de arie (mm2).

A fost nevoie de un alt tip de transistor, prima dat TEC-J i apoi TEC-MOS.

TEC-J = Tranzistorul cu efect de cmp cu jonciuni J-FET = Junction Field Effect TransistorMOS-FET = Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor

TRANZISTOARE UNIPOLARETRANZISTOARE UNIPOLARE



Tranzistorul cu efect de cmp cu joncTranzistorul cu efect de cmp cu jonciuni iuni JJ--FETFET

DJFETcanal p

G

S

S

DJFETcanal n

G

IB2>IB1

VGS=0

VGS=-2vVGS=-3v

VGS=-4vVGS=-VP

VDSVP

Regiunea liniar

VDSM

Regiunea de saturaie

ID

S

JonctiuneapnVGS

ID

VDS

Si n

Si p

Canal nDD

GG

Zonade

trecre

Forma zonei de trecere din este justificat prin faptul c, spre terminalul D polarizarea invers este mare iar spre terminalul S polarizarea invers scade fa de VDS/2.

Spaiul dintre zonele de trecere poart numele de canalcanal.

Curentul de dren ID circul numai prin canal.

www.learnabout-electronics.org/fet_03.php



se consider, la nceput c, grila G este legat la sursa S, VGS = 0

tensiunea VDS variaz ca valoare de la 0 la VDSM;

curentul ID crete de la zero, liniar cu creterea tensiunii VDS pn cnd atinge valoarea VP valoarea de prag a tensiunii VDS.

la valoarea VDS = VP canalul de conducie are dimensiunea minimdimensiunea minim i rmne la aceast valoare odat cu creterea VDS > VP;

curentul de dren IIDD rmne constant rmne constant cu creterea tensiunii VDS pn la valoare VDSM.

Aceasta zon de funcionare din caracteristica de ieire este regiunea de saturaie a tranzistorului J-FET;

zona de funcionare pn la VDS = VP reprezint regiunea liniar a tr. JFET.

JJ--FETFET: : FunctionareFunctionare

SVGS

ID

VDS

DD

GG



( )[ ]DSGSPP

DSS

DS

D

DSm VVVV

IVI

rg =

== 21 2

Panta caracteristicilor fa de axa curentului reprezint o conductan mutual gm:

P

DSSm V

Ig 20 =GSP

P

m

DS VVV

gr

=

0

1n originea axelor la caracteristicile de ieire, deci pentru VDS = 0 se determina conductana mutual gm0 i rezistena rDS.

Mrimile IDSS, VP i VDSM sunt mrimi de catalog indicate defabricantul tranzistorului.

Pentru regiunea liniar a caracteristicii de ieire, denumit i regiune iniial, se poate aproxima dependena dintre cele dou mrimi de ieire prin relaia:

iar pentru regiunea de saturaie, prin relaia:

( )[ ]22 2 DSDSGSPP

DSSD VVVVV

II =

( )22 GSPP

DSSD VVV

II

JJ--FETFET: : FunctionareFunctionare



Polarizarea J-FET const n realizarea de circuite pentru fixarea punctului static de funcionare n regiunea dorit i necesit, pentru dimensionarea acestora, cunoaterea curentului IDSS i a tensiunii de prag VP pentru tranzistorul J-FET ales i IDP, VDSP i VGSP conform cu coordonatele PSF - P ales.

Pentru funcionarea ca amplificator, PSF se fixeaz n regiunea de saturaie.

PolarizareaPolarizarea JJ--FETFET

RD+ED

VDSP

RSRG VGSP

G

D

S

IDP

Circuit de Circuit de polarizarepolarizare ale Jale J-- FETcuFETcu polarizarepolarizare

automatautomat



DP

GSPS I

VR =

DP

GSPDSPDD I

VVER

=

La circuitul de polarizare automat, potenialul grilei este egal cu potenialul masei, VG = 0V i rezistena de polarizare automat RS se determin cu relaia:

Tensiunea de alimentare ED se alege innd cont de valoarea VDSM.

ED < VDSM

Valoarea rezistenei din dren RD se determin cu relaia:

Rezistorul dintre gril i mas are rolul numai de protecie a grilei i se alege de ordinul a zeci de M. De regul, RG = (20 50)M pentru a nu micora rezistena de intrare a tranzistorului J-FET i nu influeneaz PSF.




RD

+ED

VDSP

RSRG2

VGSP

G

D

S

IDP

RG1

Circuit de Circuit de polarizarepolarizare ale Jale J-- FETcuFETcu divizordivizor nn grilgril


DP

GGSPS I

VVR

+=

DGG

GG ERR

RV

+=

21

2

DP

GGSPDSPDD I

VVVER

=

ED < VDSM i VG VGSP

Rezistenele din divizor trebuie alese mai mari de 1M.



JJ--FETFET in in regimregim dinamicdinamic

Se modeleaz prin schema echivalent:

TranzistorulTranzistorul JJ--FET FET nn regimregim dinamicdinamic..

Schema Schema simplificatsimplificat, la , la frecvenfrecvenee joasejoase..

rgd

Cgd

rgsCgs gm vgs

rds Cds Vds

DD

SS

GG

SS

Vgs

id

TranzistorulTranzistorul JJ--FET FET nn regimregim dinamicdinamic..Schema Schema completcomplet

gm vgs

rds Vds

DD

SS

GG

Vgs

id

SS

Valorile componentelor n schema dinamic complet sunt: rgs = rgd = (108-1010);Cgs = Cgd = (1..10)pF;Cds = (0,11)pF.



Bazat pe aceast schem simplificat se poate exprima curentul de dren cu relaia :


dsdgsmd vgvgi +=

DSctvds

dd

rv

iggs

1

=

=

ctvgs

dm

dsv

ig=

=

= conductan= conductana de drena de dren

= transconductan= transconductan (sau conductanta mutuala)(sau conductanta mutuala)



Etajul amplificator cu J-FET se construiete pornind de la unul din cele dou circuite de polarizare la care, se cupleaz dinamic generatorul de semnal de amplificat i sarcina amplificatorului.

Rezistena din surs poate fi decuplat n regim dinamic sau nu.

S

D

G

Rg

eg

vi

CG

RGRE

RL

vo

RD

CL

EC


~

EtajulEtajul de de amplificareamplificare cu cu JJ--FETFET



nlocuind tranzistorul J-FET cu schema echivalent dinamic simplificat, etajul amplificator se poate echivala n regim dinamic cu schema din figura:


V0

~

Rg

RG

RD

D

eg

S

vgs

Vi

G gmvgsii

rdsRL

Gi

ii Ri

vR ==

( )gi

idsdsm

gi

i

GS

dsdsGSm

g

i

i

0

g

0v RR

R)rR(gRR

RV

rRVge

v

v

v

e

vA+

=

+

===



Deoarece Ri >>> Rg relaia amplificrii de tensiune devine


( )dsdsmv rRgA = unde: LDds RRR =Calculul conductanei mutuale gm ine cont c, PSF este n regiunea de saturaie.

( )22 GSPP

DSSD VVV

II =

P

DSSD

DSS

DP

P

DSSm V

IIIIV

VIg

== 22 2

n absena condensatorului CS de decuplare a rezistenei RS, aceasta din urm micoreaz amplificarea de tensiune.

( )Sm

dsdsmv Rg

rRgA

+

=

10



n+ n++

DGS

Bcanalul n

Siliciu p substrat

(-)(-)(+) (+)

(a)

D

G

S

B(b)

p+ p++

DGS

Bcanalul p

Siliciu n substrat

(+)(+)(-) (-)

(c)

D

G

S

B(d)

VD VD

Metal (Al)Izolator (SiO2)

a, b structura, respectiv simbolul pentru TEC-MOS cu canal indus de tip nc, d structura, respectiv simbolul pentru TEC-MOS cu canal indus de tip

TranzistorulTranzistorul MOS FET MOS FET -- structurastructura

31


Familia caracteristicilor de ieire pentru:a) TEC-MOS cu canal indus; b) TEC-MOS cu canal iniial

uDS

iD

VGS = 1V

2V

3V

4V

5V

(a) (b)uDS

iD

VGS = -3V

-2V

-1V

0V

+1V


( )[ ]22 DSDSPGSD VVVVKI = pentru VDS < (VGS VP) ( )2PGSD VVKI = pentru VDS > (VGS VP)

32


TranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoare unipolareunipolareunipolareunipolareunipolareunipolareunipolareunipolare: J: J: J: J: J: J: J: J--------FETFETFETFETFETFETFETFET Scheme echivalente in regim dinamic. Etajul de amplificare cu J-FET

TranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoareTranzistoare MOSMOSMOSMOSMOSMOSMOSMOSAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoare

Clasificare Reactia amplificatoarelor Reactia negativa

2duminic, 31 martie 2013


Polarizarea J-FET const n realizarea de circuite pentru fixarea punctului static de funcionare n regiunea dorit i necesit, pentru dimensionarea acestora, cunoaterea curentului IDSS i a tensiunii de prag VP pentru tranzistorul J-FET ales i IDP, VDSP i VGSP conform cu coordonatele PSF - P ales.

Pentru funcionarea ca amplificator, PSF se fixeaz n regiunea de saturaie.


RD+ED

VDSP

RSRG VGSP

G

D

S

IDP

Circuit de Circuit de polarizarepolarizare ale Jale J-- FETcuFETcu polarizarepolarizare

automatautomat

duminic, 31 martie 2013


DP

GSPS I

VR =

DP

GSPDSPDD I

VVER

=

La circuitul de polarizare automat, potenialul grilei este egal cu potenialul masei, VG = 0V i rezistena de polarizare automat RS se determin cu relaia:

Tensiunea de alimentare ED se alege innd cont de valoarea VDSM.

ED < VDSM

Valoarea rezistenei din dren RD se determin cu relaia:

Rezistorul dintre gril i mas are rolul numai de protecie a grilei i se alege de ordinul a zeci de M. De regul, RG = (20 50)M pentru a nu micora rezistena de intrare a tranzistorului J-FET i nu influeneaz PSF.




RD

+ED

VDSP

RSRG2

VGSP

G

D

S

IDP

RG1

Circuit de Circuit de polarizarepolarizare ale Jale J-- FETcuFETcu divizordivizor nn grilgril


DP

GGSPS I

VVR

+=

DGG

GG ERR

RV

+=

21

2

DP

GGSPDSPDD I

VVVER

=

ED < VDSM i VG VGSP

Rezistenele din divizor trebuie alese mai mari de 1M.




Se modeleaz prin schema echivalent:

TranzistorulTranzistorul JJ--FET FET nn regimregim dinamicdinamic..

Schema Schema simplificatsimplificat, la , la frecvenfrecvenee joasejoase..

rgd

Cgd

rgsCgs gm vgs

rds Cds Vds

DD

SS

GG

SS

Vgs

id

TranzistorulTranzistorul JJ--FET FET nn regimregim dinamicdinamic..Schema Schema completcomplet

gm vgs

rds Vds

DD

SS

GG

Vgs

id

SS

Valorile componentelor n schema dinamic complet sunt: rgs = rgd = (108-1010);Cgs = Cgd = (1..10)pF;Cds = (0,11)pF.



Bazat pe aceast schem simplificat se poate exprima curentul de dren cu relaia :


dsdgsmd vgvgi +=

DSctvds

dd

rv

iggs

1

=

=

ctvgs

dm

dsv

ig=

=

= conductan= conductana de drena de dren

= transconductan= transconductan (sau conductanta mutuala)(sau conductanta mutuala)



Etajul amplificator cu J-FET se construiete pornind de la unul din cele dou circuite de polarizare la care, se cupleaz dinamic generatorul de semnal de amplificat i sarcina amplificatorului.

Rezistena din surs poate fi decuplat n regim dinamic sau nu.

S

D

G

Rg

eg

vi

CG

RGRE

RL

vo

RD

CL

EC


~




nlocuind tranzistorul J-FET cu schema echivalent dinamic simplificat, etajul amplificator se poate echivala n regim dinamic cu schema din figura:


V0

~

Rg

RG

RD

D

eg

S

vgs

Vi

G gmvgsii

rdsRL

Gi

ii Ri

vR ==

( )gi

idsdsm

gi

i

GS

dsdsGSm

g

i

i

0

g

0v RR

R)rR(gRR

RV

rRVge

v

v

v

e

vA+

=

+

===



Deoarece Ri >>> Rg relaia amplificrii de tensiune devine


( )dsdsmv rRgA = unde: LDds RRR =Calculul conductanei mutuale gm ine cont c, PSF este n regiunea de saturaie.

( )22 GSPP

DSSD VVV

II =

P

DSSD

DSS

DP

P

DSSm V

IIIIV

VIg

== 22 2

n absena condensatorului CS de decuplare a rezistenei RS, aceasta din urm micoreaz amplificarea de tensiune.

( )Sm

dsdsmv Rg

rRgA

+

=

10



n+ n++

DGS

Bcanalul n

Siliciu p substrat

(-)(-)(+) (+)

(a)

D

G

S

B(b)

p+ p++

DGS

Bcanalul p

Siliciu n substrat

(+)(+)(-) (-)

(c)

D

G

S

B(d)

VD VD

Metal (Al)Izolator (SiO2)

a, b structura, respectiv simbolul pentru TEC-MOS cu canal indus de tip nc, d structura, respectiv simbolul pentru TEC-MOS cu canal indus de tip


11


Familia caracteristicilor de ieire pentru:a) TEC-MOS cu canal indus; b) TEC-MOS cu canal iniial

uDS

iD

VGS = 1V

2V

3V

4V

5V

(a) (b)uDS

iD

VGS = -3V

-2V

-1V

0V

+1V


( )[ ]22 DSDSPGSD VVVVKI = pentru VDS < (VGS VP) ( )2PGSD VVKI = pentru VDS > (VGS VP)

12


AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE -------- GeneralitGeneralitGeneralitGeneralitGeneralitGeneralitGeneralitGeneralitiiiiiiii

este un circuit electronic, simplu sau complex, care primete la la

intrare un semnal de putere Pi intrare un semnal de putere Pi i variai variaie ie n timp f(t)n timp f(t) i are la ieire un semnal de aceeaaceeai form de variai form de variaieie defazat sau nu fa de semnalul de intrare dar de putere Po > Pi.Po > Pi.

CCtigul de putere se realizeaz pe seama energiei sursei de tigul de putere se realizeaz pe seama energiei sursei de

alimentare a amplificatorului.alimentare a amplificatorului.

1

2 4

3

AMPLIFICATOR

1. amplificatorul de tensiune, la care att mrimile de intrare ct i cele de ieire sunt tensiuni;

2. amplificatorul de curent, la care att mrimile de intrare ct i cele de ieire sunt cureni;

3. amplificatorul transimpedan, la care mrimea de intrare este curent iar cea de ieire este tensiune;

4. amplificatorul transadmitan, la care mrimea de intrare este tensiune iar cea de ieire este curent.



AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE -------- ClasificareClasificareClasificareClasificareClasificareClasificareClasificareClasificare dup domeniul de frecvendomeniul de frecven n care lucreaz amplificatorul:

- Amplificatoare de audiofrecven f=16Hz...20kHz- Amplificatoare de curent continuu de la f=0Hz- Amplificatoare de videofrecven fmin=cativaHz la fmax=pana la 10MHz- Amplificatoare de radiofrecven zeci de MHz

dup mrimea semnaluluimrimea semnalului aplicat la intrare- Amplificatoare de semnal mic- Amplificatoare de semnal mare (amplificatoare de putere)

dup tipultipul cuplajuluicuplajului ntre etaje:- Amplificatoare cu cuplaj direct (galvanic)- Amplificatoare cu cuplaj RC - Amplificatoare cu cuplaj prin transformator

dup regimulregimul de de funcfuncionareionare al tranzistorului:- Amplificator in clasa A- Amplificator in clasa B- Amplificator in clasa AB- Amplificator in clasa C



AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AmplificAmplificAmplificAmplificAmplificAmplificAmplificAmplificatoratoratoratoratoratoratorator in in in in in in in in clasaclasaclasaclasaclasaclasaclasaclasa AAAAAAAA


0vBE

2

t

iCiC

0vi

2t

PA

iC

ICM

0

PA

PBPAB

PC EC VCE0

IB=0vCE

IB2IB1

IB3

IB4

IB5

IB6Pdmax

DSS


CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE AmplificAmplificAmplificAmplificAmplificAmplificAmplificAmplificatoratoratoratoratoratoratorator in in in in in in in in clasaclasaclasaclasaclasaclasaclasaclasa B B B B B B B B sisisisisisisisi ABABABABABABABAB


0vBE 2 t

iCiC

0vi

2t

PB0

vBE 2

t

iCiC

0vi

2t

PAB


CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE CLASIFICARE AmplificAmplificAmplificAmplificAmplificAmplificAmplificAmplificatoratoratoratoratoratoratorator in in in in in in in in clasaclasaclasaclasaclasaclasaclasaclasa CCCCCCCC


0vBE

2t

iCiC

0vi

2t

PC


AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE -------- CaracteristiciCaracteristiciCaracteristiciCaracteristiciCaracteristiciCaracteristiciCaracteristiciCaracteristici

vi

ii io

vo i

o

V VV

A =i

o

i II

A =i

op P

PA =


CaracteristicaCaracteristica de de frecventafrecventa

AmplificareaAmplificarea

A0A

fsf0fjLog(f)

A0-3dB2/A0


AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE AMPLIFICATOARE Reactia amplificatoarelorReactia amplificatoarelorReactia amplificatoarelorReactia amplificatoarelorReactia amplificatoarelorReactia amplificatoarelorReactia amplificatoarelorReactia amplificatoarelor

ReacReacieie procedeul fizic concret prin care, o fraciune din semnalul de ieire al amplificatorului este adus la intrarea sa.

= Mr / M0 - factor de reacieA = M0 / M1 - amplificarea fr reacieA' = M0 / Mi - amplificarea cu reacie

La amplificatorul fr reacie M1 = Mi iar la amplificatorul cu reactie M1 = Mi + Mr.A

AA

= 1'

|1- A| < 1 |A'| > |A| reacreacie pozitivie pozitiv, (semnalul de reacie este n faz cu semnalul de intrare)

|1- A| > 1 |A'| < |A| reacreacie negativie negativ,(semnalul de reactie este n antifaz cu semnalul de intrare)

|1- A| = 0 |A'| oscilatoroscilator, (declansarea oscilaiilor poate fi fcut de nsi zgomotul amplif)

+Mi

Mr

M0M1 A



Amplificatoarele cu reacie concrete suntcompuse din circuite care au ca semnale de intrare tensiuni sau cureni, producnd la ieire tensiuni sau cureni.

Pentru a urmri funcionarea circuitelor cu reacie la nivelul circuitului concret, trebuies se identifice modul n care se formeazi se aplic semnalul de reacie i circuiteleutilizate la realizarea acestor operaii.

20

Configuratii de reactie negativeConfiguratii de reactie negativeConfiguratii de reactie negativeConfiguratii de reactie negativeConfiguratii de reactie negativeConfiguratii de reactie negativeConfiguratii de reactie negativeConfiguratii de reactie negative



Se pot evidenia 4 4 4 4 configuraconfiguraconfiguraconfiguraiiiiiiii cu cu cu cu reacreacreacreacieieieienegativanegativanegativanegativa care se pot obine datorit celor 4 combinaii posibile care se pot obine dacse consider c marimea de ieire MMMMoooo poatefi o tensiune sau un curent iar marimea de reacie MMMMrrrr poate fi de asemenea o tensiunesau un curent.

21


+Mi

Mr

M0M1 A



Operaia de culegere a semnalului de reacie de la ieirea amplificatorului se numete EEEEANTIONAREANTIONAREANTIONAREANTIONARE.

Poate fi: de tensiune sau paralel de curent sau serie

22

ESANTIONAREESANTIONAREESANTIONAREESANTIONARE


+Mi

Mr

M0M1 A



Operaia de aplicare a semnalului de reaciela intrarea amplificatorului se numeteCOMPARARECOMPARARECOMPARARECOMPARARE sau SUMARESUMARESUMARESUMARE.

Poate fi: de tensiune sau serie de curent sau paralel

23

COMPARARECOMPARARECOMPARARECOMPARARE


+Mi

Mr

M0M1 A



IMPORTANT: n denumirea configuraiei de reacie negativ primulprimulprimulprimulprimulprimulprimulprimul

termentermentermentermentermentermentermentermen se refer la modulmodulmodulmodulmodulmodulmodulmodul de de de de de de de de eeeeeeeeantionareantionareantionareantionareantionareantionareantionareantionare iar cel de al al al al al al al al doileadoileadoileadoileadoileadoileadoileadoilea termentermentermentermentermentermentermentermen la modulmodulmodulmodulmodulmodulmodulmodul de de de de de de de de compararecompararecompararecompararecompararecompararecompararecomparare.

Practic, modul acesta de denumire a reaciei este nacord cu sensul n care circul semnalul princircuitul de reacie i anume de la ieireaamplificatorului (unde se realizeaz eantionarea) la intrarea amplificatorului (unde se realizeazcompararea).

24




1.1.1.1. ReacReacReacReacieieieie de de de de tensiunetensiunetensiunetensiune----serieserieserieserie cnd mrimile de intrare i de ieire din amplificator i circuitul de reacie sunt tensiuni;

2.2.2.2. ReacReacReacReaciaiaiaia de de de de tensiunetensiunetensiunetensiune----paralelparalelparalelparalel cnd mrimile de intrare namplificator i de ieire din circuitul de reacie sunt cureni iarmrimile de ieire din amplificator i de intrare n circuitul de reacie sunt tensiuni;

3.3.3.3. ReacReacReacReaciaiaiaia de de de de curentcurentcurentcurent----serieserieserieserie cnd mrimile de intrare n amplificator ide ieire din circuitul de reacie sunt tensiuni iar mrimile de ieire din amplificator i de intrare n circuitul de reacie suntcureni;

4.4.4.4. ReacReacReacReaciaiaiaia de de de de curentcurentcurentcurent----paralelparalelparalelparalel cnd mrimile de intrare i de ieire din amplificator i circuitul de reacie sunt cureni;

25




mrimile de intrare i de ieire din amplificator i circuitul de reacie sunttensiuni

26

ViRL

- -

+

+

+

Reteaua de reactie

Amplificatorul de baza

A

Vr

V1 Vo

-

ESANTIONAREIN NOD

COMPARAREPE BUCLA

tensiunedeeAmplificarVV

VVVA

VVVMVVMMAVM

ri

oo

ri

orr

ioo

=

+==

+==

==

==

111

'

'

]ensionaladima[]

VV[



mrimile de intrare n amplificator i de ieire din circuitul de reacie sunt cureni iar mrimile de ieire din amplificator i de intrare n circuitul de reacie sunt tensiuni

27

][''

111

=+

==

+==

==

==

antaTransimpedII

VIVA

IIIMVIM

MAVM

ri

oo

ri

orr

ioo

RL+

- -

+

VoA

Ir

V1

Reteaua de reactie


COMPARAREIN NOD

ESANTIONAREIN NOD

Ii

I1



mrimile de intrare n amplificator i de ieire din circuitul de reacie sunt tensiuni iar mrimile de ieire din amplificator i de intrare n circuitul de reacie sunt cureni

28

Vi

+

+

-

-

A

Vr

V1


Reteaua de reactieCOMPARAREPE BUCLA

RL+

Vo

-

ESANTIONAREPE BUCLA

Io

]1[tan''

111

=

+==

+==

==

==

taTransadmiVV

IVIA

VVVMIVMMAIM

ri

oo

ri

orr

ioo

]S[sau



mrimile de intrare i de ieire din amplificator i circuitul de reacie sunt cureni

29

A

Reteaua de reactie


RL

-

+

Vo

ESANTIONAREPE BUCLA

Io

Vi

-

+

IrCOMPARAREIN NOD

Ii

I1

curentineAmplificarII

IIIA

IIIMIIMMAIM

ri

oo

ri

orr

ioo

=

+==

+==

==

==

111

'

'

]ensionaladima[]

AA[


Electronica analogica - cursul 6 30duminic, 31 martie 2013

Influena reaciei negative asupra dinamicii amplificatorului1. mbuntirea substanial a stabilitii amplificrii. S = A/A unde A reprezint variaia absolut a amplificrii provocat de o cauz oarecare. Stabilitatea este cu att mai bun cu ct S are o valoare mai mic.

( ) AAA

AAAA

AA

AAAS

=

=

=

=

11

111

2'

'

''

'

'

ASS = 1

1'

Reacia negativ: 1-A>1 si rezult S


Rezolvarea amplificatoarelor cu reactie negativa1. Se identifica amplificatorul de baza i circuitul de reactie stabilindu-se totodata tipul compararii, tipul eantionarii i variabilele independente de reteaua de reactie.- Compararea / eantionarea pe bucla marimea independenta = curentul.- Compararea / esantionarea n nod marimea independenta = tensiunea.2. Se stabileste factorul de amplificare si factorul de reacie .

reactie de afectata intrare la de luigeneratoru Marimea reactie de icircuitulu intrarii sioruluiamplificat iesirii comuna Marimea

A =

reactie de icircuitulu intrarii sioruluiamplificat iesirii comuna Marimea reactie de icircuitulu a iesire de Marimea

=

3. Se construieste amplificatorul n bucla deschisa cu influena pasiv a cuadripolului de reacie inclus. Se adauga la amplificatorul de baza a elementelor care ramn din circuitul de reactie dupa anularea reactiei. Anularea reactiei consta n:- scurcircuitarea bornelor daca compararea / esantionarea se face n nod i- ntreruperea legaturii daca compararea / esantionarea se face pe bucla.La intrarea amplificatorului apar elemente ale reelei de reacie care ramn dupa ce- se scurcircuiteaza intrarea reelei de reacie daca eantionarea este n nod - se ntrerupe legatura de intrare n reeaua de reacie daca eantionarea este pe bucla.


Rezolvarea amplificatoarelor cu reactie negativa3. La iesirea amplificatorului apar elemente ale reelei de reacie care ramn dupa ce- se scurcircuiteaza iesirea reelei de reacie daca compararea se face n nod- se ntrerupe legatura de iesire n reeaua de reacie daca compararea este pe bucla.Se calculeaza factorul de amplificare conform definitiei de la punctul 2 si se calculeaza dupa caz impedantele sau admitantele de intrare i iesire - Zi sau Yi si Z0 sau Y0. Impedanta Zi include si impedanta generatorului, iar Z0 include si sarcina RL.

4. Se separa reeaua de reacie i se calculeaza factorul de reactie - n conditiile scurcircuitarii ieirii retelei de reactie daca compararea este n nod;-n conditiile lasarii n gol a ieirii retelei de daca compararea este pe bucla.

5. Se calculeaza factorul de amplificare:

-impedanta de intrare daca compararea este pe bucla este:

-admitanta de intrare daca compararea este n nod este:

-impedanta de iesire daca esantionarea este pe bucla

- admitanta de iesire daca esantionarea este n nod

AAA

+= 1'

( ) gii RAZZ += 1'

giii RZ

AZ

Y 111'

'

+==

( ) LRAZZ += 10'0

LRZAY 11

0

'

0 +

=


Rezolvarea amplificatoarelor cu reactie negativa

vo

~

RG

eg

vi

CB

RB2

RL

CLRB1

EC

RC1

Re

RC2

T1T2

RE2 CE2

RrX

Vr V0

Rr

Re

(b)

RG

eg

vo

~

RC2 RL

RB2 RB1vi

T1T2

Re Rr

RC1

Rr

Re

(a)


AmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoareAmplificatoare

Reactia negativa

Amplificatoare de semnal mare Amplificator de semnal mare Amplificator de semnal mare Amplificator de semnal mare Amplificator de semnal mare n clas An clas An clas An clas A

Amplificator de semnal mare Amplificator de semnal mare Amplificator de semnal mare Amplificator de semnal mare n clas n clas n clas n clas BBBB

Amplificator de semnal mare Amplificator de semnal mare Amplificator de semnal mare Amplificator de semnal mare n clas An clas An clas An clas ABBBB

Amplificatoare de curent continuu Etajul diferential simetric

2mari, 2 aprilie 2013

Electronica analogica - cursul 7 3mari, 2 aprilie 2013

AMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE- Amplificatorul de semnal mare trebuie s furnizeze o anumit putere PS pe sarcina RS cu un randament ct mai mare i cu distorsiuni minime.

- Pentru transferul maxim de putere i distorsiuni minime, este necesaraadaptarea rezistenei de sarcin la rezistena de ieire a tranzistorului i a rezistenei generatorului de semnal la rezistena de intrare a tranzistorului. RG = Ri ; Rds = Ro.

- Pentru a utiliza tranzistorul la randamentul su maxim, amplificatorul trebuie s lucreze n clas B, clas C sau clas AB apropiat de B.

- Tranzistorul trebuie rcit cu radiator i uneori cu ventilator, iar amplificatorul trebuie prevzut cu un circuit de stabilizare termic a maximului de curent de colector.

Observaie: Amplificatoarele de semnal mare sunt n acelai timp i amplificatoare de putere.


1. Amplificator de semnal mare n clas AAceste etaje au randamente reduse si sunt utilizate n cazurile n care puterile sunt mici si problema randamentului nu este important. Se poate evita apropierea punctului de functionare al tranzistorului de zonele neliniare si se pot obtine distorsiuni foarte mici.a. Repetorul pe emitor ca amplificator n clas APentru vi < VBEon tranzistorul este blocat i curentul de colector este nul. n regiunea activ dependena ieire intrare este o dreapt.

AMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE

+EC

RBVi

RC

RE V0

VCEVBE

IC

IE

IB

VO

Vi

Vo(a/sat)

Vi(a/sat)VBEon

blocat Reg. activ saturat

BEonEB

Ei

EB

E VRR

RVRR

RV ++

+

++

+= )1(

)1()1(

)1(0


a. Repetorul pe emitor ca amplificator n clas An regiunea de saturaie dependena ieire intrare este de asemenea o dreapt avnd panta (RE //RC ) / [RB+(RE //RC )].Valoarea limit a tensiunii de intrare la care tranzistorul trece din regiunea activ n cea de saturaie rezult din ecuaiile:


EEBEsatBBiEB

ECEECCCEsat

RIVRIVIIIIRIRIEcV

++=+=

+==

;)1(;)]1/([;

BEsatCE

EBCEsatCsatai VRR

RRVEV +++

++=

)1(

])1([)()/(

i este:

CE

ECEsatCsataO RR

RVEV++

+=

)1(

)()1()/(Pentru aceast valoare de obine la ieire o tensiune:

Caracteristica de transfer arat ca atunci cnd se depete valoarea Vi(a/sat) amplificatorul ncepe s limiteze i distorsioneaz semnalul de ieire.Etajele de putere trebuie s livreze la ieire cureni i tensiuni de valori semnificative, se pune problema eficienei conversiei energiei preluate de la sursa de alimentare.Puterea n curent continuu data de sursa de alimentare este: PDC=ECIC. Puterea in curent alternativ pe sarcin se exprim ca produs intre valorile efective ale tensiunii de vrf si curentului de vrf de sarcin.

CEsatCmax,0min,0Emax,Emin,E

min,0max,0P0min,Emax,EEP

E

2EPE

2EPP0EP

AC

VEV;0V;I2I;0I2

VV

21

2V

;2

II

21

2I

R2V

2RI

2V

2I

P

====

=

=

=

==

%251002

2/)()2/2(1002

100 0max

=

==

CC

CEsatcE

CC

PEP

DC

AC

IEVEI

IEVI

PP


b. Amplificator de putere n clas A conexiune EC. Sunt frecvent utilizate datorit amplificrii mari de putere n aceast conexiune. Se folosesc variante de etaje care se deosebesc prin cuplajul cu sarcina. Polarizarea este ca la amplificatorul de semnal mic.n regiunea activ dependena ieire intrare este o dreapt avnd panta -RC / [RB+(+1)RE]


CBEonEB

Ci

EB

C0 EVR)1(R

RVR)1(R

RV +++

+++

=

BEC

BECCCEsatBEsat

ECB

ECi

ECB

EC0 R||RR

)R||R(ERVVR||RR

R||RVR||RR

R||RV+

++

+

+=

n regiunea de saturaie dependena este tot o dreapt cu panta (RE||RC ) / [RB+(RE||RC )].

+EC

RBVi

RC

RE

V0

VCEVBE

IC

IE

IB

Vo

Vi

EC

Vi(a/sat)VBEon

blocatReg. activ

saturat

Vo(a/sat)

CCEsatCCC

PCCCP

C

OPCCPOPCPAC

EVVVIII

VVVIIIR

VRIVIP

====

=

=

=

==

max,0min,0max,min,

min,0max,00min,max,

22

;;2;022

12

;22

12

2222

%251002

2/)()2/2(

1002

100 0max

=

==

CC

CEsatcC

CC

PCP

DC

AC

IEVEI

IEVI

PP


c. Amplificator de putere n clas A cu cuplaj prin transformatorAMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE

+EC

RB1

RB2

CB

Vi

N1r1

N2r2

RL,PL

RECE

VCE = VC VcemVBE

IC

IC

IC1

IC2

icm

icm

vcem vcemVCE1 VCE2VCE

VCE

A

P

B

IB

IB1 dreapta de sarcincaracteristica dinamic

Ec

Ec

CE

RrIV

+=

1

1n regim staionar :

se traseaz drepta de sarcin static DSS, alegnd tensiunea de alimentare Ec


AMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE2. Amplificator de semnal mare n clas BAmplificatorul de putere de clas A asigur o reproducere fidel a semnalului pe sarcin, dar au dou dezavantaje majore:- randamentul lor este mic - puterea disipat n repaus, (fara semnal de intrare) este mare, ceea ce determin o putere disipat de elementul de putere mare n comparaie cu puterea util. Ambele dezavantaje pot fi eliminate prin utilizarea etajelor de ieire n contratimp clas B care au randamente mai mari i totodat un consum de curent practic nul n repaus. Etajele n contratimp n clas B folosesc dou tranzistoare complementare lucrnd n conexiunea cu colectorul comun (repetor pe emitor) n clas B, fiind blocate n lipsa semnalului de intrare.Schema este n montaj push-pull (mpinge - trage). n alternana pozitiv a tensiunii de intrare T2 este blocat iar curentul de emitor al lui T1 este forat (mpins) s se inchid prin rezistena de sarcin la mas. n alternanaa negativ a tensiunii de comand T1 este blocat, iar T2 absoarbe (trage) curentul de emitor prin rezistena de sarcin.


2. Amplificator de semnal mare n clas BAMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE

0

vi

v0

EC-VCEsat

0

2t

-EC+VCEsat

v0

t

vi

2VBEon

T1

T2vi

+EC

RL

-EC

v0

0

vi

v0

EC-VCEsat

0

2t

-EC+VCEsat

v0

t

vi

2VBEon

T1

T2vi

+EC

RL

-EC

v0

0

vi

v0

EC-VCEsat

0

2t

-EC+VCEsat

v0

t

vi

2VBEon

T1

T2vi

+EC

RL

-EC

v0


AMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE2. Amplificator de semnal mare n clas B

- Pentru tensiuni de comand mai mici n modul dect tensiunea de deschidere, ambele tranzistoare sunt blocate i tensiunea de ieire este nul. - Semnalul rezultat va fi afectat de distorsiuni de trecere prin zero corespunztoare trecerii conduciei de pe un tranzistor pe altul. - Ponderea distorsiunilor de intrare scade pentru semnale de intrare pentru care limea zonei moarte a caracteristicii de transfer reprezint o faciune mic din amplitudinea acestora. - Pentru semnale de intrare peste o anumit valoare apar limitri ale semnalului de ieire datorate intrrii tranzistoarelor n saturaie si gradul de distorsionare crete.- Pentru a caracteriza funcionarea etajului n clasa B este necasar s se calculeze puterea util debitat n sarcin, puterea disipat de cele dou tranzistoare, puterea absorbit de la sursa de alimentare i randamentul.


AMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE2. Amplificator de semnal mare n clas BDeoarece excursia maxim a tensiunii de ieire la bornele sarcinii este EC-VCEsat EC se poate scrie amplitudinea tensiunii de ieire sub forma V0 = KEC, K fiind factorul de utilizare a tensiunii de alimentare. Marimea K depinde de nivelul semnalului de intrare avnd valoarea minim zero n lipsa semnalului de intrare i valoarea maxim (EC-VCEsat)/EC1. Pentru valori ale lui K mai mari dect maximul semnalul de ieire va fi distorsionat.Amplitudinea curentului n sarcin este egal cu amplitudinile curenilor de colector ai celor dou tranzistoare si are valoarea: I0 = V0 / RL = K(EC/RL) = IC1 = IC2Pentru calculul puterii medii absorbite de la sursele de alimentare se tine seama ca fiecare dintre curenii absorbii de la cele dou surse reprezint o semisinusoid fiind identici cu curenii de colector ai celor dou tranzistoare. Valoarea curentului mediu debitat din fiecare dintre cele dou surse este:

)/(/)()sin()2/1(0

LCCCS REKItdtII === pipipipi

max2 )/(22 ALCSCA PKREKIEP === pi

Valoarea medie a puterii absorbite de la sursele de alimentare:

Puterea util medie este: max2max22200 )4/()/()2/1()2/1( AULCU PKPKREKIVP ==== piKPP AU == )4/()/( pi

Puterea medie disipat de cele dou trazistoare:

]K)4/(K[PPPP 2maxAUADT pi==

Randamentul:


AMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE2. Amplificator de semnal mare n clas ABEtajele n clas B introduc distorsiuni de trecere corespunztoare trecerii conduciei de pe un tranzistor pe cellalt. Linearizarea caracteristicii de transfer se poate obine printr-o prepolarizare a jonciunilor baz emitor ale tranzistoarelor finale, astfel ca acestea s conduc un mic curent de colector n lipsa semnalului de intrare. Aceasta nseamna de fapt utilizarea tranzistoarelor finale n clasa AB.Cel mai simplu prepolarizarea bazelor tranzistoarelor finale se poate face introducnd o rezisten R ntre cele dou baze si rezistene de polarizare spre sursa de alimentare pozitiv si negativ (sau mas). Cderea de tensiune de la bornele rezistenei R determin polarizarea bazelor tranzistoarelor finale pentru a asigura funcionarea acestora n clasa AB. Folosirea acestei soluii produce urmtoarele dificulti:- dac tensiune dintre cele dou baze este prea mic se pstreaz n continuare o mic zon moart si pot aprea distorsiuni de trecere- dac tensiunea este prea mare apare pericolul ambalrii termice a etajelor finale. Pentru reducerea pericolului de apariie a procesului distructiv de ambalare termic este necesar ca tensiunea aplicat pe bazele celor dou tranzistoare s depind de temperatur. Polarizarea trebuie astfel fcut nct tensiunea baz - emitor s scad atunci cnd temperatura jonciunilor crete astfel nct curentul de colector de repaus s rmn constant.


AMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE2. Amplificator de semnal mare n clas AB

IAICm

I0

VA2VBEdesc

comandn B1

comandn B2

T1

T2

R1

D

R2

CL

+2EC

RLVC

A

VL

v1

VCT1 blocatT2 conduce

VL=v1+v2

T1 conduceT2 blocat

VBEmax

VBEmax

VC

v2

O soluie atractiv const n polarizarea bazelor tranzistoarelor finale prin utilizarea a dou jonciuni polarizate direct. Dac aceste jonciuni au caracteristici identice cu ale jonciunilor bazemitor ale tranzistoarelor finale i se gsesc n contact termic cu acestea se poate reduce esenial dependena curentului de repaus al tranzistoarelor finale de temperatur.Curenii celor dou tranzistoare se compun prin RL obinndu-se un curent alternativ prin sarcin. Atunci cnd lucreaz T1, condensatorul CL se ncarc avnd la borne EC; cnd T1 este blocat sau n uoar conducie, sarcina acumulat n CL la tensiunea EC polarizeaz T2. Valoarea capacitii CL influeneaz banda de frecven n domeniul

frecvenelor joase, ea se calculeaz cu relaia: ( )LjL Rf21C pi


AMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE2. Amplificator de semnal mare n clas ABDistorsiunile de neliniaritate apar exclusiv n forma tensiunii de comand, etajul final lucrnd n regim de repetor de emitor nu distorsioneaz. Totui, procesul de distorsionare este dependent de neliniaritiile tranzistoarelor finale prin ncrcarea etajului pilot cu sarcin dinamic diferit de la comanda lui T1la comanda lui T2.Pentru a obine excursia maxim a tensiunii de ieire EC-VCEsat tensiunea de comand ar trebui s fie EC-VCEsat + VBEfinal , adic etajul pilot ar trebui sa fie alimentat de al o surs diferit de cea care alimenteaz etajul final i mai mare dact aceasta. Dac etajul pilot este alimentat de la aceai surs ca etajul final valoarea factorului de utilizare a tensiunii de alimentare va fi ceva mai mic datorita amplificrii uor subunitare a etajului final.Din punct de vedere al alimentrii, se observ c varianta cu dou surse de alimentare +EC i EC, si CL=0; conduce la lrgirea benzii de frecven n domeniul frecvenelor joase i deci micorarea distorsiunilor liniare de frecven.Rezistene dinamice egale pe fiecare alternan se asigur numai dac caracteristicile celor dou tranzistoare complementare sunt practic identice. Pentru puteri mari se pot utiliza perechi de tranzistoare special construite.


AMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE2. Amplificator de semnal mare n clas ABConectarea etajului pilot la etajul final

T1

T2Tp

RC

D

R

CL

RL

+2E

T1

T2Tp

RB

D

R

CB

RG

+EC

RL

-EC

T1

T2Tp

RB

D

R

CL = CB

RL=RG

+2EC


AMPLIFICATOR DE SEMNAL MAREDubletul fr inversarea polaritii, const dintr-un tranzistor de putere de siliciu npn - T1 - conectat n conexiune Darlington cu un tranzistor npn de siliciu de puteremedie T2.

Ee

Ce

BeT1

T2

Ce

C1C2

iC2

iC1

iCib

ib2

ib1ie2

E1Ee

ieie1

BeB2

h21e2ib2 icBe ib2

h11e2

Ce

Ee

h11e1

h21e1ib1ib1=(1+h21e2)ib2

2c1cc iii +=

2bb ii =

12 be ii =

( )2

22211212221

2

1121222121

1b

beebe

b

bebe

b

c

e iihhih

iihih

iih ++=+==

2e211e211e212e21e21 hhhhh ++=

( )2b

2b2e211e112b2e11

b

bee11 i

ih1hihi

Vh ++==

( ) 1e112e212e11e11 hh1hh ++=


Dubletul cu inversarea polaritii const dintr-un tranzistor de putere T1, npn din siliciu, conectat cu un tranzistor de putere medie T2, pnp din siliciu.


Ce

Ee

BeT1

T2

C

C1

E2

E1Ce

B2Be

h21e2ib2 ic1= h21e1ib1Be ib2

h11e2

Ce

h11e1

Ee

(1+h21e1)ib1

( ) ( )2b

2b1e212e21

2b

1b1e21

b

ce21 i

ih1hi

ih1iih +=+==

2e211e212e21e21 hhhh +=

2b

2b2e11

b

bee11 i

ihivh ==

2e11e11 hh =


Tranzistoare compuse egalizarea parametrilorAMPLIFICATOR DE SEMNAL MARE

T1

T2

Ce

C1C2

iC2

iC1

iCib

ib2

E1Ee

ieie1

BeB2

Ra

h21e2ib2 icBe ib2

h11e2

Ce

Ee

h11e1

h21e1ib1ib1=(1+h21e2)ib2

Ra

T1

T2

Ee

C1

E2

E1Ce

B2Be

Ra

h21e2ib2 ic1= h21e1ib1Be ib2

h11e2

Ce

h11e1

Ee

(1+h21e1)ib1Ra(1+h21e2)ib2

( ) ( )2b

1e11'

a2b2e212b2e11

b

bee11 i

h||Rih1ihivh ++==

( ) ( )1e11'a2e212e11e11 h||Rh1hh ++=

( )2b

''

a2b2e212b2e11

b

bee11 i

Rih1ihivh +==

( ) ''a2e212e11e11 Rh1hh ++=


Amplificatoarele de curent continuu au drept caracteristic esenial fj = 0Hz. Ele au o larg utilizare n tehnica msurrii mrimilor electrice i neelectrice, n realizarea amplificatoarelor integrate, n amplificatoare operaionale, n sistemele de reglare automate, etc.Principala dificultate care intervine n realizarea unor amplificatoare de curent continuu cu performane ridicate este legat de modificarea PSF-urilor la variaia parametrilor exteriori. De regul, se constat c tensiunea de ieire la un amplificator de c.c. nu este nul chiar cnd semnalul de intrare este zero.

AMPLIFICATOARE DE CURENT CONTINUU


Amplificator diferenial simetric. Principala caracteristic a etajului diferenial este simetria. Elementele simetrice se aleg egale, inclusiv tranzistoarele se aleg astfel nct:

AMPLIFICATOARE DE CURENT CONTINUU

21 cC RR = 21 BB RR = 21 = eee hhh 21221121 ==

RB1VBE1

VCE1 VCE2

VC1 VC2

RC2RC1IC1 IC2

VBE1

EC

RE

RB2EIE

T1 T2

Vi1

-EE

Vi2

Vi2

Punctele de funcionare static a tranzistoarelor se calculeaz n ipoteza unor cureni de baz mici i deci, a unor cderi de tensiune neglijabile pe RB1 i RB2. n aceast ipotez att timp ct tranzistoarele lucreaz n zona activ potenialul punctului E va fi:

2211 RBBERBBEE VVVVV +=+=

( )E

BEE

E

BEE

E

EEE R

VER

VER

EVI 21 ===

2121 CCEEE

Documents

ELECTRONICA ANALOGICA POLITEHNICA TIMISOARA CURS COMPLET