LABORATORIJA ELEKTRONIKA

Mašinski fakultet

Univerzitet u Banjoj Luci

IZVJEŠTAJI LABORATORIJSKIH VJEŢBI PREDMET: ELEKTRONIKA

Ime i prezime: [Dragan Erceg] Profesor: [dr. Tatjana Pešić-Brđanin]

Broj indeksa:[8264] Asistent: [dipl.ing. Ţeljko Ivanović]

Број бодова:

[Februar 2012]. godine

Izvještaj sa laboratorijskih vjeţbi Elektronika

Dragan Erceg 2

PRIPREMA:

1. Skicirati statičku karakteristiku diode i nacrtati šemu za snimanje statička karakaristika

Statička karakteristika

Šema za snimanje statičke karakaristike diode

2. Načini prestavljanja poluprovodničke diode idealnom i idealizovanom karakteristikom

Model diode sa konačnom vrijednosti diferencijalne otpornosti rd i naponom praga

otvaranja VDT =VDP moţe se predstaviti ekvivalentnim kolom prema slici. Idealna dioda Di se

otvara pri naponu kada je anoda pozitivnija od katode.

Di rd VDT rd VDTA K A K

V1

5V

Potenciometar

R

1k

D1

D1N4148

V

V

0


Dragan Erceg 3

Karakteristika idealne diode se dobija linarizacijom strujno-naponske karakteristike

kada se zanemari diferencijalna otpornost rd =0. Napon praga otvaranja je takođe jednak nuli.

Idealna dioda se otvara kada je anoda pozitivnija od katode.

Idealizovana dioda ima konačnu vrijednost diferencijalne otpornosti i napona praga

otvaranja. Ako se izvrši aproksimacija statičke karakteristike diode linearnim segmentima dobija

se karakteristika idealizovane diode.

RAD U LABORARTORIJI

1. Šema za snimanje statičke karakaristike diode (D1N4148)

2. Statička karakaristika diode (D1N4148) na sobnoj temperaturi (25°C)

V1

5V

Potenciometar

R

1k

D1

D1N4148

V

V

0

V_V1

0V 100mV 200mV 300mV 400mV 500mV 600mV 700mV 800mV 900mV

I(D1)

0A

50mA

100mA


Dragan Erceg 4

Statička karakaristika diode predstavlja zavisnost struje diode od napona diode

ID=f(VD). Takodje statička karakaristika diode zavisi i od temperature koje je dosta bitan

faktor kod dioda jer struja diode zavisi od temperature sto se može da pokaže u sledećoj

formuli:

( 1)

D DD

T T

V VqV

VkTD s s sI I e I e I e

gdje je T= VT temperaturni potencijal, dok je Is inverzna struja zasićenja i oba faktora bitno

zavise od temperature.

3. Graficki prikaz dobijene karakteristike

Direktna polarizacija

VUL [V] VD [mV] VR[mV] ID[mA]

0.1 108 0.1 0.0001

0.2 208 0.4 0.0004

0.3 298 2.1 0.0021

0.4 408 19.2 0.0192

0.5 506 167.2 0.1672

0.6 603 1246 1.246

0.7 700 7700 7.7

Struja kroz diodu Id jednaka je količniku napona na otporniku Vr i otpornosti R,

vrijednosti struje Id je takodje data u tabeli.

𝐼𝐷 =𝑉𝑟

1000 𝛺

Zavisnost struje diode od ulaznog napona

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Stru

ja d

iod

e Id

[m

A]

Ulazni napon Vul[V]

Id=f(Vul)


Dragan Erceg 5

Zavisnost napona diode od ulaznog napona

Zavisnost napona na otporniku od ulaznog napona

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Nap

on

dio

de

Vd

[mV

]

Ulazni napon Vul[V]

Vd=f(Vul)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Nap

on

na

otp

orn

iku

Vr[

mV

]

Ulazni napon Vul[V]

Vr=f(Vul)


Dragan Erceg 6

Zavisnost napona na diodi od struje diode

Inverzna polarizacija

VUL [V] VDi [mV] VR[mV] ID[mA]

-0.5 502 0 0

-1 998 0 0

-5 5000 0 0

-10 10001 0 0

Zavisnost ulaznog napona od napona diode pri inverznoj polarizaciji

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Nap

on

dio

de

Vd

[mV

]

Struja diode Id[mA]

Id=f(Vd)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

-12 -10 -8 -6 -4 -2 0

Ula

zni n

apo

n V

ul[

V]

Napon diode pri inverznoj polarizaciji Vdi[mV]

Vd=f(Vul)


Dragan Erceg 7

PRIPREMA:

1. Šema jednostranog ograničavača sa jednom običnom i jednom zener diodom

Osnovna kola za ograničavanje amplitude (ograničavači -limiteri) napona bilo kakvog

oblika propuštaju dio signala sa ulaza ka izlazu. Time se vrši selekcija dijela signala pa se

često koristi naziv amplitudski selektori. Pri analizi se često dioda posmatra kao idealan

element kod koga je dinamički otpor jednak nuli, kao i prag otvaranja, dok je otpornost

zakočene diode beskonačna.U sklopu diode D i zener diode Dz će biti u neprovodnom stanju

za sve negativne ulazne napone i za diopozitivnih vrijednosti ali samo do vrijednosti zbira

napona otvaranja VDT diode D i probojnog napona VZ zener diode. Šema jednostranog

ograničavača sa jednom običnom diodom (D1N4148) i zener diodom (BZX84C5V1) data je na

slici:

2. Oblici napona i prenosna funkcija

Oblici napona

Time

0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0ms 3.5ms 4.0ms 4.5ms 5.0ms

V(D1:1)

-20V

-10V

0V

10V


Dragan Erceg 8

Prenosna funkcija

3. Sema jednostranog ispravljača

Kolo sa diodom D i otpornikom R na izlazu, vezano u seriju sa ulaznim generatorom

naizmjeničnih prostoperiodičnih signala predstavlja jednotaktni (jednostrani) ili polutalasni

ispravljač. Šema jednostranog ispravljača data je na slici.

Dioda provodi samo za vrijeme pozitivne poluperiode, tako da imamo sledeći signal.

V_V2

-12V -8V -4V 0V 4V 8V 12V

V(D1:1)

-20V

-10V

0V

10V

Time

0s 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms

V(R1:2)

-5V

0V

5V

10V


Dragan Erceg 9

4. Šema jednostranog ograničavača sa kapacitivnim filterom

Prilikom korišenja kondezatora dolazi do ispravljanja signala. Kako se kondezator

prazni dolazi do eksponencijalnog pada napona u konturi sa otpornikom kondezatora. Tako

da dobijamo sledeću sliku.

Na slici se jasno vidi da dolazi do ispravljanja izlaznog signala i kada bi vezeli dovoljno

veliki kondezator (velike kapacitivnosti) došlo bi do dosta boljeg ispravljanja signala.

Time

0s 10ms 20ms 30ms 40ms 50ms 60ms

V(R1:2)

0V

5V

10V


Dragan Erceg 10

RAD U LABORARTORIJI

Talasni oblik na ulazu i izlazu jednostranog ograničavača

VOLTS/DIV 5

TIME/DIV 2 ms

Prenosna karakaristika jednostranog ograničavača

VOLTS/DIV 5

VOLTS/DIV 5

Talasni oblik napona na ulazu i izlazu jednostanog ispravljača

VOLTS/DIV 5

TIME/DIV 2 ms


Dragan Erceg 11

PRIPREMA:

1. Ulazna i izlazna otpornost:

𝑅𝑢𝑙 =𝑉𝑢𝑙𝐼𝑢𝑙

= 𝑅1||𝑅2 =𝑅1 ∙ 𝑅2

𝑅1 + 𝑅2=

470 ∙ 100

470 + 100= 82.45 𝑘𝛺

𝑉𝑖𝑧𝑙 = −𝑅3 ∙ 𝑅𝑝

𝑅3 + 𝑅𝑝∙ 𝑔𝑉𝑔𝑠 = −

𝑅3 ∙ 𝑅𝑝

𝑅3 + 𝑅𝑝∙ 𝑔𝑚𝑉𝑢𝑙 → 𝑉𝑔𝑠 = 𝑉𝑢𝑙

𝑅𝑖𝑧𝑙 =𝑉0

𝐼0= 𝑅3 = 1.2 𝑘𝛺

2. Naponsko pojačanje:

𝐴𝑣 =𝑉𝑖𝑧𝑙𝑉𝑢𝑙


= −𝑅3 ∙ 𝑅𝑝

𝑅3 + 𝑅𝑝∙ 𝑔𝑚 = −

1.2 ∙ 103 ∙ 10 ∙ 103

(1.2 + 10) ∙ 103∙ 27 ∙ 10−3 = −28.928

VulR1

470k

R2

100k

0 0 0

I1gmVgs R3

1.2k

R4

10k

0 00

VoR3

0 0

VUL

VulR1

470k

R2

100k

0 0 0

I1gmVgs R3

1.2k

R4

10k

0 00

Vgs RP

G D

S

VIZL


Dragan Erceg 12

RAD U LABORARTORIJI

RC pojačavać sa zajedničkim sorsom

Ulazni i izlazni napon (stvarno naponsko pojačanje pojačavača)


= −0.15

19 ∙ 10−3= −7.8947

Teoretsko pojačanje je veće od stvarnog za 3.66 puta zbog neidealnosti mjerne

instrumenata i opreme.

M1

M2N7000

R3

1.2k

R1

470k

R2

100k

R4

10k

C2

10u

C1

1u

V1

12

V2

FREQ = 1kVAMPL = 10mVOFF = 0

0


Dragan Erceg 13

PRIPREMA:

1. Ulazna i izlazna otpornost:

𝑅𝑚 =𝑉𝑚𝐼𝑚

= 𝑅8 𝑅5 𝑟𝜋 = 𝑅8 ∙ 𝑅5

𝑅8 + 𝑅5 ||𝑟𝜋 =

= 47 ∙ 103 ∙ 100 ∙ 103

47 ∙ 103 + 100 ∙ 103 ||580 =

31972.789 ∙ 580

31972.789 + 580= 569.66 𝛺

𝑅𝑖 = 𝑅6 = 470 𝛺


𝐴𝑣 =𝑉0

𝑉𝑖=−𝛽0 ∙ 𝑖𝑏 ∙

𝑅6 ∙ 𝑅9

𝑅6 + 𝑅9

𝑖𝑏 ∙ 𝑟𝜋= −𝛽0

𝑅6 ∙ 𝑅9

𝑅6 + 𝑅9

𝑟𝜋= −250 ∙

470 ∙ 10000470 + 10000

580= −193.5

VulR8 R5

0 0 0

R3I1

beta*ib R6 R9

0 00

VI VO

B

E

C

iB


Dragan Erceg 14

RAD U LABORARTORIJI

RC pojačavać sa zajedničkim emiterom

Ulazni i izlazni napon (stvarno naponsko pojačanje)

CH1: VOLTS/DIV 10mV

CH2: VOLTS/DIV 0.5V

TIME/DIV 0.2 ms

𝐴𝑣 =𝑉0

𝑉𝑖= −

1.25

12 ∙ 10−3= 104.16

Teoretsko pojačanje je veće od stvarnog za 1.85 zbog neidealnosti mjerne opreme.

R3

470

V

R4

100

V1

FREQ = 1kVAMPL = 10mVOFF = 0

C2

1uV2

12

C3

100u

R5

10k

C1

10u

0

Q1

BC547B

R2

47k

R1

100k

V


Dragan Erceg 15

PRIPREMA:

1. Osobine idealnog operacionog pojačavač:

a) Beskonačno veliku ulaznu otpornost (Ri→∞);

b) Beskonačno veliko naponsko pojačanje (Av→∞);

c) Izlaznu otpornost jednaku nuli (Ro=0[Ω]);

d) Beskonačno veliki faktor potiskivanja simetrične komponente (CMRR→∞);

e) Strujni i naponski ofset su jednaki nuli (Vos = 0, Ios = 0);

f) Ima beskonačno širok propusni opseg za pojačanje.


Inveertujuci pojačavač :

101000

10000

0

0

0

1

2

1

2

1

221

1

21

1

1

1

21

R

R

V

VA

R

RV

R

RVVVRR

R

VVV

VRRR

VV

R

ViiRV

VRRiV

i

ovcl

iiiii

io

oi

i

ii

oi


Dragan Erceg 16

Neinvertujući pojačavač:

111011

0

1

20

1

221

1

1

1

21

R

R

V

VA

R

RVVRR

R

VV

R

ViiRV

RRiV

i

vcl

iii

o

ii

o


Dragan Erceg 17

RAD U LABORARTORIJI

Talasni oblik ulaznog i izlaznog napona inveertujuci pojačavač

CH1: VOLTS/DIV 0.5V

CH2: VOLTS/DIV 2V

TIME/DIV 0.2 ms

Naponsko pojačanje:

104.0

40 i

vclV

VA

Talasni oblik ulaznog i izlaznog napona neinvertujući pojačavač

CH1: VOLTS/DIV 0.5V

CH2: VOLTS/DIV 2V

TIME/DIV 0.2 ms

Naponsko pojačanje:

5.124.0

50 i

vclV

VA


Dragan Erceg 18

PRIPREMA:

1. Logičke jednačine i funkcionalne tabele za logička kola:

Invertor

I (AND) Logičko kolo

A Y

0 1

1 0

A B Y

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1 𝑌 = 𝐴𝐵

𝑌 = 𝐴


Dragan Erceg 19

NI (NAN) Logičko kolo

A B Y

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

ILI (OR) Logičko kolo

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

𝑌 = 𝐴 𝐵

𝑌 = 𝐴 + 𝐵


Dragan Erceg 20

NILI (NOR) Logičko kolo

A B Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

2. Funkcionalna tabela za J-K flip flop

Q0 je izlazni nivo pre nailaska CLK impulsa (prethodno stanje). Dok ulaz R sluzi da

dovede flip flop u stanje RESET nezavisno od CLK impulsa.

𝑌 = 𝐴 + 𝐵


Dragan Erceg 21

3. Logička funkcija I logička tabela za logičku mreţu

I-ILI Invertovano kola

Implementacija POS (Product Of Sum) izraza

A B C D Y

0 0 0 0 1

0 0 0 1 1

0 0 1 0 1

0 0 1 1 0

0 1 0 0 1

0 1 0 1 1

0 1 1 0 1

0 1 1 1 0

1 0 0 0 1

1 0 0 1 1

1 0 1 0 1

1 0 1 1 0

1 1 0 0 0

1 1 0 1 0

1 1 1 0 0

1 1 1 1 0

𝑌 = 𝐴𝐵 + 𝐶𝐷


Dragan Erceg 22

PRIPREMA:

1. Talasni oblici brojača sa slike i moduo brojača:

Početno stanje brojača je 0000.

Brojač koji ima n flip – flopova moţe da ima 2n različitih stanja. Broj stanja kod brojača

je poznat kao moduo brojača. Tako naš brojač ima moduo 24

= 8.

Documents

LABORATORIJA ELEKTRONIKA