Uvod u Fizicku Elektroniku

7/24/2019 Uvod u Fizicku Elektroniku

1/253

Uvod u elektroniku

Ivan Bela

Fiziki fakultet


2/253

Paul Horowitz-Harvard

Winfield Hill-Rowland Instituteat Harvard

fizikaelektronika

SETI

SearcforE!traTerrestialIntelli"ence

elektronika


3/253

#snovni $o%&ovi 'fizike veliine( vezani za elektronikuSi"nali 'sinusni i dru"i(

Pasivne ko&$onente 'kondenzatori) induktiviteti) diode itd*(TranzistoriTranzistori sa efekto& $ol%a 'FET) +FET) ,#SFET(#$eracioni $o%aavai i $ovratna s$re"aktivni filtri i oscilatori.i"italna elektronika

/o&0inaci%a di"italne i analo"ne elektronike/o&$%uteri i ,ikrokontroleri


4/253

FizikaElektrotenika

Elektronika

1arnini oda2il%ai3at4s-wisker $ri%e&nici1akuu&ske ceviSolid-state ko&$oneteInte"risana kola

5SI 15SI

Procesori Bioi$ovi Su$er$rovodnici


5/253

U elektronici $rati&o $ro&enu dve osnovne veliine6napona i struje

Napon'1 iili E( iz&e7u dve take $redstavl%a utro2ak ener"i%e$otre0an da se %edinino $ozitivno naelektrisan%e $re&esti sane"ativni%e take 'ni8i $otenci%al( do $ozitivni%e take 'vi2i $otenci%al(/oriste se i nazivi6potencijalna razlika

elektromotorna silaE,S

+edinica za na$on-volt'1(

Struja'I( $redstavl%a 0rzinu $rotican%a naelektrisan%a u neko% taki*+edinica za stru%u %e a&$er '(*Pre&a konvenci%i s&atra se da stru%a tee iz $ozitivni%e take $re&ane"ativni%o% iako %e kretan%e elektrona o0rnuto*

9a$on-iz&e7u dve take u koluStru%a-kroz ure7a% ili vezu u kolu


6/253

Naponsvara&o $o&o:u60ateri%a 'elektroe&i%ski izvori(

"eneratora 'elektro&a"netni izvori(solarni :eli%a itd* aStru%e do0i%a&o $ostavl%a%u:i na$on na ele&ente9a$one i stru%e &eri&o $o&o:u volt&etra) a&$er&etraa $ro&enu na$ona u vre&enu 'si"nal( ;oscilosko$o&

9ekoliko $ravila za na$one i stru%e6


7/253

>* Stvari 'ko&$onente sa dva izvoda( ko%e su vezane $aralelnoi&a%u isti na$on iz&e7u za%edniki taaka*

Ili6 =0ir ?$adova na$ona@ od do B kroz %ednu $utan%u u kolu%ednak %e z0i%u $adova na$ona kroz 0ilo ko%u dru"u $utan%u i%ednak %e na$onu iz&e7u taala i B*

Ili 0r*> 6 =0ir $adova na$ona u zatvoreno& kola %e %ednak nuli*

#vo %e Kirhohov zakon za napone*

A* Snagako%u tro2i ure7a% %e

P1 I

Sna"a 'ener"i%a u %edinici vre&ena( odlazi na to$lotu 'disi$aci%a(na &eaniki rad '&otori() izraenu ener"i%u 'la&$e) odail%ai()ili de$onovanu ener"i%u '0ateri%e) kondenzatori itd*(


8/253

I-1 karakteristika

Otpornici6 linearna zavisnost I ;1Kondenzator6I $ro$orcionalno $ro&eni 1Diode6 Stru%a $rotie u %edno& s&eruTermistori6 te&$eraturno zavisan ot$orFotootpornici6 svetlosno zavisni ot$ori

#t$ornici se o0ino $rave od &etala ili u"l%enika ili neko" sla0o"$rovodnika* /arakterisan se svo%i& ot$oro&6

R1CI #&ov zakon

.ru"e karakteristike su 6 sna"a ko%u &o8e da disi$ira ot$ornikte&$eraturni koefici%ent2u&na$onski koefici%entsta0ilnost sa vre&eno&

induktivnost


9/253

#t$ornici vezani redno i $aralelno

* Paralelna veza

21

21

RR

RRR

+=

Provodnost D


10/253

UlazIzlaz

Skoro sva kola $rivata%u neku vrstuulaza i da%u nekakav izlaz* #snovna

/arakteristika kola ko%a $ovezu%e ulaz iizlaz %e $renosna funkci%a*

!azdelnik napona

-kolo ko%e za odre7eni na$on na ulazu da%e $redvi7enideo ulazno" na$ona na izlazu*

ko ne&a $otro2aa na izlazu stru%a u kolu i izlazni na$on sudati sa6

21 RR

VI in

+=

inout VRR

RIRV

21

22 +==

Izlazni na$on %e uvek &an%i 'ili %ednak( od ulazno" 'delitel%(


11/253

Idealni naponskiizvor %e crna kutijasadva izvoda ko%a na n%i&a zadr8ava konstan-tan na$on 0ez o0zira na ot$or $otro2aa*!ealan izvor&o8e da da sa&o o"ranienustru%u i uo$2teno on se $ona2a kao idealan izvor saredno vezani& ot$orniko&* to %e ova% ot$or &an%i to%e izvor 0ol%i*9a$onski izvor voliotvoreno kolo a mrzikratak s$o%*

Idealni strujni izvor%e crna kuti%a sa dvaizvoda ko%a odr8ava stru%u us$ol%no& kolu 0ez o0zira na ot$or$otro2aa ili $ri&en%eni na$on*

Realni stru%ni izvori i&a%u o"ranien%e una$onu ko%i &o"u $ri&eniti da0i odr8ali konstantnu stru%u u kolu'compliance-$o$ustl%ivost(*Stru%ni izvori volekratak s$o%) a mrzeotvoreno kolo*


12/253

Teveninova teorema"lasi da %e svakadvoizvodna &re8a ot$ornika i na$onski

izvora ekvivalentna %edno& ot$orniku R seri%skivezani& sa %edni& na$onski& izvoro& 1*Slino6Nortonova teorema"lasi da se &re8a &o8e svesti na%edan stru%ni izvor $aralelno vezan sa %edni& ot$orniko&*

1t -Teveninov na$on %e na$on otvoreno" kolaRt; ot$or se do0i%a iz stru%e kratko" s$o%a *.akle61t1'otvoreno kolo(

)(

)(

spojkratakI

kolootvorenoVRth =


13/253

Pri&ena kod delitel%a na$ona


14/253

Prikl%uivan%e $otro2aa na kra%eve delitel%a izaziva $ad na$ona naizlazu) z0o" konano" ot$ora izvora*Re2en%e6 vrst izvor ; &alo R>u razdelniku '"ru0a sila(

ili kori2:en%e aktivni ko&$onentiR$otro2aaRunutra2n%e

Prenesena sna"ako %e R$otG onda 1$otGI1izvCIizv P$otGko %e R$ot onda 1$ot 1izvIG P$otG


15/253

9elinearni ele&enti-ot$or zavisi od 1Potre0no %e znati na"i0 1-I kriveT%*&ale $ro&ene na$ona $ri &ali& $ro&ena&a

stru%e 1C I-veliina se &eri %edinica&a ot$oranaziva se otpor pri malim signalima

inkrementalni otpor

dinami"ki otpor

Pri&er6 =ener dioda

RdinVVI outin

=

R

VVI outin

=

)( outindyn

dynout VVR

RIRV ==

in

dyn

dyn

out V

RR

RV

+

=


16/253

Tunelske diode.ru"i naziv- Esaki diode

U re"ionu B dioda i&ane"ativan dina&iki ot$or*#osledica$

delitel% na$ona sastavl%en od diodei ot$ornika &o8e da radi kao $o%aava*

=a &ali ulazni si"nal vsi"i&a&o $o%aanisi"nal6

sig

t

out v

rR

Rv

+

=


17/253

#&ov zakon) /irova $ravila) Teveninovateore&a va8e i za na$one i stru%e ko%e se&en%a%u u vre&enu*

Si"nali na$oni ko%i se &en%a%u u vre&enu- 3 kola

Sinusoidalni si"nali-na%$o$ularni%i*/ada "ovori&o o frekvenci%i si"nala &isli&o na sinusodalan si"nal*,ate&atiki o0lik6

ftAV 2sin=-a&$lituda) f-frekvenci%a

)2sin( += ftAV

U trenutku tG faza %e razliita od nule*


18/253

tAV sin=

Sinusni talasi-re2en%a &no"i diferenci%alni %ednainako%e o$isu%u kako $rirodne $o%ave tako i svo%stva linear-ni kola*

5inearna kola- izlaz ko%i $otie od z0ira si"nala na ulazu %ednak %e z0iru izlaza

ko%i $otiu od $o%edinani si"nala* #'LB(#'(L#'B(*5inearno kolo na sinusni ulaz od"ovara sinusni& izlazo&) a faza i a&$litudase &en%a%u* #vo se ne &o8e re:i za sve ostale si"nale*-frekventni odziv-f $o%aavai i&a%u ravan frekventni odziv u o$se"u od >GHz ; >GkHz*9aini karakterizaci%e &a"nitude si"nala*

$$-a&$lituda ko%a %e %ednaka >! a&$litudar&s-'root mean squarea&$litude( sredn%ekvadratna a&$lituda

AAVrms 707.02

1== -va8i za sinusan talasni o0lik*

r&s na$on se koristi za izraunavan%e sna"e*


19/253

r&s na$on &re8e 'u evro$i %e ( >>G1) KGHza a&$lituda %e A


20/253

Iako se u"lavno& koriste za izra8avan%e odnosadva si"nala neki $ut sekoriste i za izra8avan%e a$-solutne vrednosti si"nala*

-referentni si"nal

dB1


21/253

trou"aoni si"nal

u&-slua%ni 2u& ter&alno" $orekla&o8e se klasifikovati na osnovu frekventno"

s$ektra ili ras$odele a&$lituda*

9a%e2:i 2u& %e o"ranieni 0eli Dausov 2uvo $odrazu&eva %ednaku ras$odelu sna"e $o frekvenci%a&a u neko&frekventno& o$se"u i Dausovu ras$odelu a&$lituda ako se izvr2i veliki

0ro% isovre&eni &eren%a a&$lituda*

#t$ornik-.Nonsonov 2u&


22/253

/vadratni si"nal se &en%au vre&enu i definisan %e a&-$litudo& i frekvenci%o&*

5inearno kolo sa cetvrtka&a na ulazu retko na izlazu da%e etvrtke*r&s a&$lituda %e %ednaka a&$litudi*9esavrsenost ivica-vre&e $orasta tr*

tr-vre&e za ko%e si"nal sa


23/253

Ste$-si"nal %e deoetvrtke a 2il%ak %eskok kratko" tra%a-n%a*

koriste se u analizi elektronski kola

-5o"iki nivoi-etvrtke i $ulsevi

Izvori si"nala6Si"nal 'ton( "eneratori) Pulsni "eneratori) Deneratori funkci%a

#scilatori si"nala sinu-

sno" o0lika*#$se"6 KGkHz-KG,Hz

-&odulisani izlaz

-sintisa%zer frekvenci%a

.a%u $ulseve odre7ene2irine) 0rzine $onavl%an%a

a&$litude) $olariteta)vre&ena $orasta

Sinusni o0lik) trou"ao)etvrtasti*

o$se"6 G*G


24/253

/ondenzator siste& od dva $rovodnikasa izolatoro& iz&e7u*U ko&0inaci%i sa ot$ornici&a i induktiviteti&a $redstavl%aosnovu skoro svi elektronski kola*

/oriste se za6-"enerisan%e talasni o0lika-filtriran%e-0lokiran%e si"nala-$ro$u2tan%e si"nala-diferenci%atori

-inte"ratori31

dt

dVCI=

'frekventno ;zavisni ot$onici(ne disi$ira%u sna"u

/arakteri2e i ka$acitet a %edinica %e F 'farad(*

9a$on na kondenzatoruse &en%a kada stru%a tee

kroz n%e"a

3total3L****

$aralelna veza

+++=

321

111

1

CCC

Ctotal

Seri%ska veza


25/253


26/253

R3-kola1 i I u vre&enu ili a&$lituda u zavisnosti od frek-venci%e

R

VI

dt

dVC == RCtAeV /=

Pra8n%en%ekondenzatorakroz ot$ornika

U tG $rikl%ui se 0ateri%a

R

VV

dt

dVCI i

==

RCt

i AeVV /+=

RCt

i AeVV /+=


27/253

Iz $oetno" uslova odre7u%e&o -1i

)1( /RCti AeVV =

#d"ovor kondenzatorana niz etvrtki

/olo se &o8e $o%edno-staviti $o&o:u ekvival-entno" ot$ora i izvora*

/olo za ka2n%en%e koristi3,#S 0afere 'HIDH na$olovini na$ona na$a%an%a(

/a2n%en%e %e definisanoR3-konstanto&


28/253

.iferenci%atori

R

VVV

dt

dCI in == )(

d1Cdtd1inCdt

R

V

dt

dVC in )()( tV

dt

dRCtV in=

#vo $osti8e&o iz0oro& &ale

R3-konstante

Izlazni si"nal sa diferenci-%atora-$o0uda etvrtka&a

/olo za detekci%u

$redn%e ivice*

9ena&erno ka$aciti-vno vezivan%e


29/253

Inte"ratori

R

VV

dt

dVCI in

==

11in

R

V

dt

dVC in

constdttVRC

tVt

in += )(1

)(

#va% uslov odr8ava&o kada %eR3 dovol%no veliko*

to %e ve:e R3 0ol%a%e ra&$a

Pun%en%e kondenzatorakonstantni& stru%ni&izvoro& da%e ra&$u


30/253

$ro&ena stru%e uinduktivitetu zavisiod $ri&en%eno"na$ona nakra%evi&a

$ro&ena na$onana kra%evi&akondenzatorazavisi od stru%ekroz n%e"a

.efiniciona %ednaina induktiviteta6

dt

dILV=

Transfor&atorsiste& dva s$re"nuta induktiviteta

/ola sa kondenzatori&a i induktiviteti-

&a su ko&$likovani%i od oni sa ot$or-nici&a $o to&e 2to n%iovo $ona2an%ezavisi od frekvenci%e*

.elitel% na$ona sa ovi& ko&$onenta&ai&a frekventno zavisan delitel%ski odnos*

#vakva kola 'sa reaktivni& ko&$onen-ta&a( kvare ulazne o0like kao 2to suetvrtke*

/ondenzatori i induktiviteti su linearni

ele&enti6

Izlaz linearno" kola na i%e& %e ulazu si-nusni si"nal frekvenci%e f na izlazu da%esinusni si"nal iste frekvenci%e sa even-tualno $ro&en%eno& a&$litudo& i fazo&


31/253

.ovodi&o sinusni na$onski si"nal na kondenzator*Stru%a %e fazno $o&erena zaGo*

tVCdt

dVCtI cos)( 0==

C

VI

/1= Sa&o a&$litude 0ez faza

Pona2an%e kao kod frekventno zavisno" ot$ora ali %o2$osto%i fazna razlika


32/253

9a$oni i stru%e kao ko&$leksne veliinePravila6


33/253

Reaktansa kod kondenzatora i induktiviteta

1't(Re'1Ge%t(

=a kondenzator dt

dVCI=

=

==C

tjtj

X

eV

Cj

eVtCVtI

00

0 Re/

Resin)( CjXC /=

Y5%5 slino se do0i%a za induktivitet

Deneralisani o&ov zakon I&%'( %I (

==L =AL****+++

=

321

111

1

seri%ska $aralelna

=RR=3-%C3


34/253

Trenutna sna"a dovedena 0ilo ko& ele&entu kola %e PI1

/od reaktivni ele&enata uku$na sna"a u toku%edno" ciklusa %ednaka %e nuli*Sredn%a sna"a $roizvol%no" kola6

=T

dttItVT

P0

)()(1 ili

)*Re(*)Re( IVVIP=

Filter $ro$usnik visoki uestanosti

total

in

VI=

=total=

21

22

VIV inout +

==


35/253

222 /1)]/([

)/(/

CRCjRV

CjRVVI inintotalin

++=

==

222 /1

)]/([

CR

RCjRVIRIV inRout

++

===

i&$edansa seri%-sko" R3 kola

Frekventni odziv filtra

fAdBZR3 $relo&na taka -AdB

inoutoutout VCR

RVVV2/1222

2/1*

]/1[)(

+==

ininout VfRC

fRCV

CR

RV

2/122/1222 ])2(1[

2

]/1[

+=

+=


36/253

Filter $ro$usnik niski uestanosti

Frekventniodziv Frekventni odziv-lo"arita&ska raz&era

uo0ia%ni%i nain $redstavl%an%a

inout VCR

V2/1222 )1(

1

+=

fAdBZR3


37/253

R3-diferenci%atori i inte"ratori u frekventno& do&enu

.iferenci%ator iz"leda kao $ro$usnik visoki uesta-nosti* U vre&ensko& do&enu i&ali s&o uslov61out1in *U odnosu na frekventni od"ovor &o8e&o to da $re6

for&uli2e&o6

.a 0i izlaz 0io &no"o &an%i od ulaza frekvenci%a si"nala &ora 0iti daleko is$odtake od AdB*Provera6

1insint tRCtdt

d

RCVout cossin ==

1out1inako %e R3 < odnosno R3


38/253

R5 ; filtri lo2a za&ena za R3-filtre osi& na visoki& uestanosti&a*Fazni di%a"ra&i6Reaktivnu ko&$onentu $rikazu%e&o na i&a"inarno% osi a ot$ornuko&$onentu na realno% osi*

9a frekvenci%i na ko%o% %e reaktansa

%ednaka ot$oru ot$ornika oekivali 0iatenuaci%u od MdB &e7uti& u $itan%usu ko&$leksni 0ro%evi i nedou&icure2ava&o $o"ledo& na di%a"ra&fazora*

.akle ovo %e "rafiki &etod za lak2e i2itavan%e a&$litudni i fazni vezau R53 koli&a*Polovi i deci0eli $o oktavi*#ktava-kao i u &uzici oktava %e dvostruka frekvenci%a* R3-filtar i&a $ad odMdB $o oktavi* ko ve8e&o vi2e filtara i&a&o >!) A! *** ve:i $ad $o oktavi*?tro$olni@ filter*


39/253

Rezonantna kola i aktivni filtri

/o&0inaci%a kondenzatora i indukti-viteta &o8e dati kola sa vrlo o2tro&frekventno& karakteristiko&*

==+=

LCj

jC

Lj CLLC

11111

CL

jLC

=

)/1( LCf 2/10=

Faktor do0rote ;rezonantna frekvenci%a$odel%ena sa 2irino& $ikana -AdB*


40/253

#t$ornici) kondenzatori) induktiviteti- linearni ele&enti6udvostruavan%e $ri&en%eno" si"nala- udvostruavan%eod"ovora*

Diodesu $asivni nelinearni ele&enti*

noda %e oko G*K1 $ozitivni%a od katode u $ro-vodno& re8i&u* 'diodni $ad na$ona u $rovod-no& re8i&u(*dioda i&a us&erako de%stvo*

/arakteristike6 reverzni na$on $ro0o%a) &aksi-&alna stru%a $rovo7en%a) ka$acitet) stru%a cure-n%a) vre&e o$oravka*

Napomena$dioda ustvari ne&a ot$or 'ne $ona2a se $re&a o&ovo& zakonu) ako u kolu i&a&o diodu-za0oravite Teveninov ekvivalent*


41/253

Us&erai 'is$ravl%ai(

3 u .3 na%va8ni%a oso0ina i $ri&ena dioda %e za konstruisan%e

is$ravl%aa*

+ednostrani is$ravl%a-%edan diodni $ad

.vostrani is$ravl%a-&ost

.vostruki diodni $ad*


42/253

Filtriran%e u na$a%ai&a

Pretodna kola ne&a%u do0re karakteristika z0o" ?ri$$le@-a*

ri$$le-$eriodina $ro&ena na$ona oko ustal%ene vrednosti*

Re2en%e filter $ro$usnik niski uestanosti

/ondenzator se 0ira tako da %e6R$otr3


43/253

Razliite konfi"uraci%e za %ednos&erna na$a%an%a

.vostrano is$ravl%an%e

u &ostu .vostrano is$ravl%an%ekori2:en%e& transfor&atora

sa centralni& izvodo&

Udvostruavan%e na$onaL- na$a%an%e


44/253

,ulti$likatori

Is$ravl%a sa re"ulatoro&*

Is$ravl%a si"nala

Re2en%e za si"nale &an%e od G*M1-ko&$enzovan%e $ada na$ona nadiodi*


45/253

.iodne ka$i%e-$ro$ustiti vi2i od dva na$ona ne $ertur0u%u:ini8i*

9e$rekidno na$a%an%e

.iodni o"raniavai

See na$one iznadK*M1*

#"raniava sa referenco& Tev

enino

vekv

ivalen

t


46/253

Elektro&eanike ko&$onente6-$rekidai tasteri

$reklo$nicirotacioni&ikro$rekidaiHall- $rekidai

reed $rekidai$ro!i&itQ $rekidai-rele%i ; 'elektrino kontrolisani $rekidai(

.3) 3) K1->>G1) 8ivini) reed) solid-stateu$otre0a6 dal%insko $rekidan%e i $rikl%uivan%e si"nala &ale i

velike sna"e

-konektoriIndikatoriSkale) elektro&eanike) di"italne5a&$e i 5E.

Pro&en%ive ko&$onente6 ot$ornici) kondenzatori) induktiviteti) transfor&atori*


47/253

-9a%va8ni%i $ri&er aktivne ko&$onente-&o8e da $o%aava si"nal da%u:i izlazni si"nal sa vi2e sna"e od ulazno"-dodatna sna"a $otie od s$ol%n%e" izvora ener"i%e-dodatna sna"a- &o"u:nost da se uz $ovratnu s$re"u konstrui2e oscilator-$o%aan%e sna"e na%atraktivni%a &o"u:nost-inte"ralna kola- sastavl%ena od veliko" 0ro%a tranzistora

Uo0ia%na $raksa 6&odel tranzistora sa -$ara&etri&ai ekvivalentno kolo*

,i radi&o6$rost uvodni tranzistorski &odel)a zati& E0ers ; ,olov &odel ko%i$redstavl%a $ro2iren%e*


48/253

#znakeE-e&iterB-0aza

3-kolektor13-na$on kolektorana$on iz&e7u dva izvoda6sa dva indeksa 1BE-$ad na$onaiz&e7u 0aze i e&itera*ko se slovo u indeksu $onavl%a to

oznaava na$on na$a%an%a6 133-oznaava $ozitivan na$on kolektora)1EE-ne"ativan na$on e&itera*


49/253

Tranzistor %e ure7a% sa tri izvoda*.ostu$an %e u dva osnovna o0lika6n$n i $n$*

#so0ine tranzistora su takve da se $o-

na2a%u $o slede:i& $ravili&a za n$ntranzistore 'za $n$ %ednostavno o0r-nite sve $olaritete(6

* /ola 0aza-e&iter i 0aza-kolekor se $o-na2a%u kao diode* 9or&alno%e dioda 0aza-e&iter $rovodna) dok %edioda 0aza kolektor sa reverzni& $redna$ono&)t%* $ri&en%eni na$on %e su$rotan od $rovo7en%astru%e*


50/253

A* Svaki tranzistor i&a &aksi&alnevrednosti za I3) IBi 13Ei one se nes&e%u $re:i 0ez $la:an%a cene novo"tranzistora* Posto%e i neka dru"a o"ra-

nien%a kao 2to su disi$irana sna"aI313E) te&$eratura 1BEi dru"a o ko%i&atako7e tre0a voditi rauna*

[* /ada su is$un%ena $ravila od < do A) tada %e I3skoro $ro$orcionalno IBi to se&o8e na$isati kao6

I3FEIB\IB"de %e FEstru%no $o%aan%e 'tako7e se zove i 0eta( i n%ena ti$ina vrednost %e


51/253

Posledn%a oso0ina '$ravilo( da%e tranzistoru svrsisodnost6

- &ala stru%a na ulazu u 0azu tranzistora kontroli2e &no"o ve:u stru%uko%a utie u kolektor*

U$ozoren%e6 FEni%e do0ar $ara&etar tranzistora %er &o8e da varira u "ranica&aod KG do >KG za razliite uzorke tranzistora isto" ti$a* #n tako7e zavisi od6kolektorske stru%e) 13E i te&$erature) dakle kolo ko%e zavisi od ovo" $ara&etra%e lo)ekolo*

1B1EL1BE


52/253

#va a$likaci%a u ko%o% &ala kontrolna stru%a

o&o"u:ava $rotok &no"o ve:e stru%e u dru-"o kolo naziva se tranzistorski $rekida*

/ada %e &eaniki $rekidaotvoren ne&a stru%e 0aze i

si%alica %e iskl%uena $re&a$ravilu [*/ada %e $rekida ukl%uen0aza %e $olarisana sa G*M1Pad na$ona na ot$orniku0aze %e *[1 $a %e stru%a

0aze *[&* Sle$o $ra:en%e $ravila [dalo 0i I

3

[G&* Dre2ka-$ravilo < ni%eis$un%eno*Saturaci%a-kolektor se s$u2ta $re&a &asikoliko "od %e to &o"u:e i tu osta%e- 5a&-$a %e ukl%uena sa $ado& na$ona odoko


53/253

Preo$tere:en%e 0aze 'kori2:en%e *[& u&esto dovol%ni


54/253

>* ko se $otro2a iz neko" razlo"a s$usti is$od &ase tre0a koristiti diodu u seri%i sa kolektoro& da 0i se s$reilo $rovo7en%e kroz kolektorsko-0aznu diodu $ri ne"atini& $olarizaci%a&a*

A* =a induktivne $otro2ae tre0a za2tititi tranzistor dioo& $aralelnovezano& $otroau*Bez diode induktivitet :e $odi:i kolektor na visok na$ondok %e $rekida otvoren $relaze:i $ro0o%ni na$on) %e seinduktivitet trudi da odr8i stru%u od 133do kolektora*

Tranzistorski $rekidai o&o"u:ava%u veo&a 0rzo $rekida-n%e '&ali deo &ikrosekunde(*


55/253

=adatak ovo" oveka %e da$oku2a da dr8i I3FEIB+edino &u %e dozvol%eno da&en%a ot$or $ro&en%ivo"ot$ornika* ,o8e da ide od

kratko" s$o%a 'saturaci%a(do otvoreno" kola 'tranzistor%e iskl%uen(*Tre0a i&ati na u&u da si u 0iloko%e vre&e tranzistor &o8e na:iu %edno& od tri stan%a6

a*( tranzistor %e iskl%uen 'ne&a kolektorske stru%e(0*( u aktivno% o0lasti- i&a kolektorske stru%e a kolektor %e na vi2e od ne-koliko deseti delova 1 iznad e&itera*

c*( Saturaci%a 'kolektor tik iznad e&itera(


56/253

9aziva se tako %er %e izlazni izvode&iter ko%i na$ono& $rati 0azu u&an%eno za G*M 1*Izlaz %e re$lika ulaza ali &an%e $ozi-tivna za G*M1* 1ezu%u:i e&iterski

ot$ornik za ne"ativno na$a%an%e do-$usti:e&o i ne"ativne si"nale* 9a $rvi$o"led kolo %e 0eskorisno ali*****

Ulazna i&$endasa %e &no"o ve:a od izlazne*To znai da %e kolu $otre0no &no"o &an%e sna"e od izvora si"nalaza $o0udu $otro2aa ne"o kada 0i izvor direktno 0io vezan $ot-ro2a* EF i&a stru%no $o%aan%e* Iako ne $o%aava na$on $o%aavasna"u*


57/253

Ulazna i izlazna i&$endansa EF*

)1(1

1

/

+

=

+

=

=

fe

B

!fe

B

B!

hR

V

IhI

RVI

loadfein h )1( +=

)1( +=fe

souceout

h

EF $ove:ava ulaznu i&$endancu) i&e 2tediizvor si"nala) a istovre&eno %e izlazna i&$en-dansa &ala


58/253

EF sa n$n- tranzistora &o8e sa&o da da%e stru%u) a ne &o8e da%e vue*

Pozitivni si"nal &o8e da do saturaciono" $ada na$ona 1cc oko *1*9e"ativni si"nal ne &o8e da se s$usti is$od -K1*/ada %e na$on na e&iteru -K1 stru%a kroz e&iterski ot$ornik %ednaka%e stru%i kroz $otro2a) a e&iterska stru%a %e %ednaka G* 9i8e 1E od -K1zatevalo 0i ne"ativnu e&itersku stru%u 'uvire u e&iter( 2to %e ne&o-"u:e za n$n tranzistor* ,o"u:nosti6 s&an%en%e e&itersko" tranzistora)

kori2:en%e $n$-tranzistora ili $us-$ull konfi"uraci%a*


59/253

>* Tre0a za$a&titi da %e reverzni $ro0o%ni na$on za silici%u&ske tran-zistore veo&a &ali oko M1*Ulazni ac si"nali velike a&$litude lako &o"u da izvedu tranzistoriz $rovo7en%a i rezultira%u $ro0o%e&*

Re2en%e ; stavl%an%e za2titne diode*

A* Izlazno $o%aan%e EF %e ne2to &an%e od GHz->GkHz

1cc%e


65/253

EF sa razdvo%eni& na$a%an%e&

Po2to su si"nali uvek ?0lizu &ase@ ;sre-dn%a vrednost G) z"odno %e koristiti si&e-trine $ozitivne i ne"ativne si"nale* #vo

$o%ednostavl%u%e 0a%asin" i eli&ini2e kon-denzatore*

,ora da $osto%i dc-$ut $re&a&asi* ko ne $ostavi se ot$ornik$re&a &asi


66/253

Stru%ni izvori- $otre0ni za60ias tranzistora)izvore testerasto" si"nalara&-si"nalainte"ratore itd*

#t$ornikLna$onski izvorot$or $otro2aa &ora da 0ude&no"o &an%i od ot$ora izvora*

.o0ra strana- %ednostavnost*5o2e strane6 &ora%u se koristiti veliki na$oni) velika disi$aci%a sna"e naot$orniku) nisu lako $ro"ra&i0ilni


67/253

Tranzistorski stru%ni izvor

1E

1B

-G*M1

IE1ECRE'1B-G*M1(CRE

Po2to %e za veliko FE IEI3

I3'1B-G*M1(CRE i to nezavisno od 1c sve dok

tranzistor ni%e u saturaci%i 131ELG*>


68/253

Ba%asin" tranzistorski stru%ni izvor,o8e razdelnik na$ona- sve dok %e dovol%no vrst)i&$endansa &ora da 0ude &ala u $ore7en%u sa i&$endanso& naulazu*

Sa

zenerko&

Sa dioda&a

n$n-sink) $n$-source


69/253

3o&$liance

Stru%ni izvor &o8e da o0ez0edi konstantnu stru%u sa&o u neko&o"ranieno& o$se"u na$ona* U su$rotno& i&ali 0i izvor neo"rani-ene ener"i%e* #$se" na$ona u ko&e i&a&o is$ravan rad SI na-ziva se compliance* =a $retodne $ri&er SI na$onski o$se" %eustanovl%en uslovo& da se tranzistor nalazi u aktivno% o0lasti6I $o2to se e&iter nalazi na III E&iter se nalazi na `*`1 kolektor '$n$( &o8e da se $en%e do`*M1

-SI ne &ora da i&a konstantan na$on na 0aziPro&eno& 1Bdo0i%a&o na$oski $ro"ra&iran stru%niizvor*


70/253

9edostaci stru%ni izvora/oliko ovakav ti$ stru%no" izvora odstu$a od idealno"b.a li stru%a kroz $otro2a varira sa na$ono&b.a li %e ekvivalentan Teveninov ot$or konaan

RT

Posto%e dve vrste efekata69AKMK ;za vari%aci%e na$ona na o$tere:en%u od `1-EarlQ efekat G*KO-FEG*GKO-te&$eraturni efekat G*>O

Izlazna stru%a &alo zavisi od na$ona i z0o" to"a izvor ni%e idealan*


71/253

9edostaci stru%ni izvora

>* 1BEi FEzavise od te&$erature* #vo uzroku%e drift izlazne stru%e sa$ro&eno& a&0i%entalne te&$erature* Tako7e i te&$eratura tranzistorsko"s$o%a varira sa na$ono& na $otro2au 'razliita disi$aci%a() $a i ovo utiena odstu$an%e od idealno" $ona2an%a*

/o&$enzaci%a $ro&ene 1BEsa te&$era-turo&* Pad 1BEna >%e ko&$enzovan

$ado& na e&iter followeru


72/253

Po0ol%2an%e $erfor&ansi stru%ni izvoraUo$2teno efekti $ro&en%ivosti 1BEuzrokovani ili te&$eraturno& zavi-sno2:u '>&1Co3( ili zavisno2:u od 13E'EarlQ efekat 1BE-G*GGG


73/253

Po%aava sa za%edniki& e&itero&

Stru%ni izvor sa ot$orniko& kao $otro-2ae&* 9a$on na kolektoru %e 613133-I3R3


74/253

Po%aava sa za%edniki& e&itero&

.oda%e&o 3 i do0i%a&o filtar$ro$usnik visoki uestanosti*

3R kolo*

/o&0inaci%a sa Ru $araleli* Stru%a kolektora

)||(2

1

21 RRfC

u &irovan%u %e


75/253

Po%aava sa za%edniki& e&itero&ulazna i izlazna i&$endanca

Ulazna6 u $araleli RiFEREto %e oko `k*AdB taka AGGHz*Izlazna6 R3u $araleli sai&$endanco& kolektora*#t$or kolektora %e %ako velikireda &e"ao&a $a %e izlazniot$or


76/253

Razdelnik faze- %edinino" $o%aan%a

Razdelnik R%e $ode2entako da i&a&o &aksi&alnusi&etri%u dva si"nala*#0a izlaza &ora%u 0iti o$tere-:ena isti& $otro2ai&a da 0i

se odr8ala si&etri%a $o%aan%a*


77/253

Po&era faze

Podesiva faza a&$lituda

ne$ro&en%iva

Fazorski di%a"ra&


78/253

Transkonduktansa

9a$onsko $o%aan%e $ro&enakoletorsko" na$onaC$ro&enana$ona 0aze*.ru"i nain "ledan%a-stru%ni izvor sa $o%aan%e& od-


79/253

E0ers-,oll &odel tranzistora

Po0ol%2ani &odel- $o%aava transkonduktanse

* /ola 0aza-e&iter i 0aza-kolekor se $ona2a%u kao diode*

9or&alno %e dioda 0aza-e&iter $rovodna) dok %edioda 0aza kolektor sa reverzni& $redna$ono&)t%* $ri&en%eni na$on %e su$rotan od $rovo7en%astru%e*A* Svaki tranzistor i&a &aksi&alne vrednosti za I3) IBi 13Ei

one se ne s&e%u $re:i 0ez $la:an%a cene novo"tranzistora* Posto%e i neka dru"a o"ranien%a kao 2to su

disi$irana sna"a I313E) te&$eratura 1BEi dru"a o ko%i&a

tako7e tre0a voditi rauna*=a [* s&o i&ali da %e I3FEIBtranzistor kao stru%ni$o%aava*

E0ers ,oll &odel tranzistora


80/253



-.iferenci%alni $o%aava-lo"arita&ski $o%aava-te&$eraturnu ko&$enzaci%u itd*Tranzistor %e transkonduktantni '$renosna $rovodnost( ure7a%-/olektorska stru%a %e odre7ena na$ono& iz&e7u 0aze i e&itera

Iz&en%ena oso0ina '$ravilo( [6/ada su is$un%ena $ravila K*A&1 na so0no% te&$eraturi >Go3



81/253



IS-saturaciona stru%a ili inverzna stru%a curen%a-zavisi od tra0zistora*Stru%a 0aze se &o8e a$roksi&irati6

IBI3CFE FEi&a vrednosti od >G do


82/253


= 1exp

T

B!#C

VVII Pro"ra&iran%e kolektorske stru%e $o&o:u 1BEne 0a2 lak nain za kontrolu I3

#snovna $ravila $ri $ro%ektovan%u tranzistorski kola*Iz E0ers-,#ll-ove %ednaine &o8e&o izvesti nekoliko veliina o ko%i&a tre0a

voditi rauna i ko%e tre0a koristiti $ri $ro%ektovan%u kola6


83/253


+= 1ln

#

CB!

II

$kTV

>*I&$endansa za &ale si"nale sa e&iterske strane-'izlazna i&$endansa(

.iferenciran%e& "orn%e" izraza $o I3 do0i%a&o6re1TCI3>KCI3o& "de %e kolektrorska stru%a u &

9u&erika vrednost fi"uri2e za so0nu te&$eraturu*#vo %e unutra2n%a e&iterska ot$ornost* Pona2a se kao da %e seri%ski vezana zae&iter u svi& tranzistorski& koli&a*

-#"raniava $o%aan%e $o%aavaa sa uze&l%eni& e&itero&

-U&an%u%e $o%aan%e EF '&an%e od


84/253


A* Te&$eraturna zavisnost 1BE

9a $rvi $o"led na E, %ednainuiz"leda da %e na$on direktno $ro$orcio-nalan te&$eraturi) ali z0o" zavisnosti ISod te&$erature na$on $ada oko>&1Co3*

[* EarlQ efekat *

1BEse &en%a sa $ro&eno& 13E$ri konstantno& I3

1BE- 13E

"de %e G*GGGKJ) $otro2a

$aralelan sa RE*B* #t$or izvora RS-izlazni ot$or seriska vezarei RSC'FEL


86/253


Po%aan%e EF %e &an%e od < %erko&0inaci%a rei R5delu%e kaorazdelnik na$ona*=a stru%u


87/253


Po%aava sa za%edniki& e&itero&-is$ravl%en &odel

U $retodno& &odelu fi"uri2e na& nulta unutra2n%a ot$ornost*Pro0le& %e u re) tre0a "a dodati na e&iterski ot$ornik*.akle sa


88/253


,ane %ednoste$eno" $o%aavaa sa uze&l%eni& e&itero&*

Po%aava i&a veliku distorzi%u-lo2u linearnost* Po%a2aava sa uze&l%eni&e&itero& 0ez $ovratne s$re"e &o8e da 0ude koristan sa&o za &ale si"naleoko take &irovan%a*

Po%aava sa de"enerisani& e&itero& 'e&iterski ot$ornik( i&a $o%aan%eskoro nezavisno od kolektorske stru%e dok %e REre*



89/253


>* Ulazna i&$endansa

=infere>K feCI3'&(I3se &en%a sa $ro&eno& si"nala i ti&e &en%a ulaznu i&$endansu*A* Biasin"- $ostavl%an%e radni vrednosti*#vo %e te2ko uraditi za $o%aava sa uze&l%eni& e&itoro&*1BEvarira sa te&$eraturo&*

Stru%a :e za fiksirano 1BE$orasti


90/253


Pre&o2:eni e&iterski ot$ornik

REG*KJ na MKG kHz

#vo kolo ni%e sta0ilno %er e&iterski na$onvarira sa 1BEz0o" te&$eraturene zavisnosti



91/253


Po%aan%e .3 %e KG za%edno sare* .3 i&$endansa


92/253


Prila"o7eni 0iasovani tranzistor

/olektor


93/253


Povratna s$re"a u .3 re8i&u

/olektor se nalazi


94/253


Stru%na o"ledala

Pro"ra&ira&o o"ledalo vuku-:i stru%u iz kolektora


95/253


#"ranien%a o"ledala z0o" EarlQ efekta

,ale vari%aci%e 1BEsa 13Esu sada

zane&arl%ive u odre7ivan%ustru%e kroz kolo*

Wilsonovoo"ledalo



96/253



97/253


98/253

Pus-$ull EF

Po%aan%e si"nala


99/253

Re2en%e6.ovesti PP ste$en u &alu $rovodnost*

Prva dioda $odi8e 0azu < za 1BEa dru-"a s$u2ta 0azu >*

/lasa B PP-$o%aavai


100/253

Ter&alna sta0ilnost u klasi B PP-$o%aavaa

-izlazni tranzistori se za"reva%u 'u toku $rovo-7en%a(-1BE$ada i $oin%e da tee stru%a &irovan%a)a ovo dal%e utie na nesta0ilnost-te&$eraturni

0e"*-Be" ili ne- na ovo utiu ladn%aci) te&$eraturnas$re"a sa ko&$enzacioni& dioda&a itd*=a AGo3 rasta te&$erature 1BEs&an%u%e za MA&1*Po2to na RAi R[i&a&o < diodni $ad 'tre:adioda( na$on se &en%a 'i stru%a &irovan%a( za>GO* u Pretodno& kolu i&ali 0i $ove:an%e od


101/253

-[kao vari%a0ilna dioda-u&esto kolektorsko" ot$ora na


102/253

.arlin"ton tranzistor6-dvostruki diodni $ad na0azi-$o%aan%e %ednako $roiz-vodu $o%edinani

-saturacioni na$on na%&an%e%edan diodni*-S$oro iskl%uivan%e-re2en%e uvo7en%e R* =iklai veza 'ko&$le&enta-

rni .arlin"ton(*-1BE%edan diodni $ad-saturaci%a na%&an%e diodni$ad*

Su$er0eta-veliko feu industri%sko& $ostu$ku


103/253

Bootstra$in" - ovde se $ove:avaulazna i&$endansa na frekvenci%isi"nala* RAkao stru%ni izvor*

R>kao stru%ni izvor


104/253

.iferenci%alni $o%aava

-Izlazni na$on $ro$orcionalan razlicidva ulazna*-R


105/253

.iferenci%alni $o%aava sa stru%ni&izvoro&

-u&esto ot$ornika R


106/253

Stru%no o"ledalo kao kolektorsko o$tere:en%ekod diferenci%alno" $o%aavaa

-efektivno veliki ot$or R3uslovl%ava %ako veliko$o%aan%e oko KGGG*-ko&$aratori


107/253

/a$acitivnost i ,illerov efekat

-na visoki& frekvenci%a&a ka$acitivnost s$o%evado&inira kolo&6na GJ*

ko %e $o%aan%e D1'za &ale si"-nale(*Izvor vidi stru%u kroz 3c0'D1L


108/253

/ola za iz0e"avan%e ,ilerovo" efekta


109/253

Re"ulisani izvor na$a%an%a

/ontroler te&$erature


110/253

Provodna zona6Ener"i%ska o0last elektrona u ko%o% %e &o"u:a elektrina $rovodnost* Elektronisa ovo& ener"i%o& su oslo0o7eni iz roditel%ski ato&a i &o"u da se kre:u kroz&edi%u& u ko&e se nalaze*1alentna zona6#$se" ener"i%a "de ni%e &o"u:a $rovodnost* #vi elektroni su vezani u ato&sku

strukturu &ateri%ala*=a0ran%ena zona6Ener"i%ska o0last iz&e7u $rovodne i valentne zone* U n%o% elektroni ne &o"u da0orave*Fer&i nivo69a%vi2i ener"i%ski nivo u kristalu ko%i %e $o$ulisan

elektroni&a** ,etaliB*Izolator3*9-ti$.*P-ti$E* P9-s$o%


111/253

Silici%u& I1a "ru$a1eza - kovalentna.o0ar izolator/ristal isto" silici%u&a-unutra2n%i kristal

.odavan%e fosforavi2ak elektrona '1a(9-ti$ 'ne"ativni nosio-ci stru%e(

.odavan%e& l 'IIIa( &an%ak elektrona$rovodnici-2u$l%ine$ozitivni nosioci P-ti$


112/253

.va ti$a kristala P i 9*U realnosti se odvo%eni kristali ne s$a%u%u.o$iran%e se vr2i na %edno& kristalu) ali narazliiti& o0lasti&a*

Interakci%a na s$o%u

Suvi2ni elektroni u 9 delu reko&0inu%u se sa2u$l%ina&a u P delu '$une 2u$l%ine(* #vo ostavl%a%ednu $raznu zonu -zona tro2en%a*

.olazi do &alo" dis0alansa usled $otro2eni naelektrisan%a*Der&ani%u& G*AK1) Silici%u& oko G*_19a$on zavisi od do$iran%a*


113/253

#0rnuta $olarizaci%aElektroni $rivueni ka $ozitivno% elektrodiu$l%ine $re&a ne"ativno%irina za$reno" slo%a raste

9e&a slo0odni nosilaca %er su $rivueni elektroda&a i ne $rolaze kroz s$o%*U realnosti $osto%i stru%a curen%a*

Pri is$ravno% $olarizaci%i elektroni su u 9strani oterani $re&a s$o%u a zati& $rivu-eni $ozitivno& elektrodo& u P - ti$u*

#0rnuto %e za 2u$l%ine* Pri&en%eni na$on

&ora da 0ude dovol%an da se $revazi7e $oetni dis0alans*u$l%ine $osto%e sa&o u kristalu* /ada sti"nu do ne"ativno" izvoda 0iva%u$o$un%ene elektrono& i nesta%u* 9a $ozitivno& izvodu elektron izlazi iz kristalaostavl%a%u:i 2u$l%inu ko%a nastavl%a u su$rotno& s&eru*


114/253

E&iter) Baza) /olektorE&iter-%ako do$iranBaza- sla0o do$irana/olektor- u&ereno do$iran

Elektroni iz e&itera ulaze u 0azu*Baza %e vrlo tanka i elektroni $relaze u kolektorkao stru%a curen%a*

Slino za P9P*


115/253

#0last 9-ti$a -- kanal

kra%evi soruce i drainP-o0last -"ate

Stru%a tee od draina $re&a sourceu=a$rena o0last se &oduli2e na$ono& na "ate-uElektrini& $ol%e&9e&a stru%e kroz "ate-osi& curen%a


116/253

Insulated "ate field effect ili&etal o!ide-se&iconductor FET

Pol%e& statiko" naelektrisan%aodre7u%e se za$rena o0lastt%* 2irina kanala*

#setl%iv na statiki elektricitet) ka$acitet $ri visoki& ue-stanosti&a*


117/253

Enence&ent &ode ,#SFET co&$le&entarQ ,#S -3,#S

/ao klasian tranzistor ali 0ez konekci%e sa 0azo&

.va n-$ol%a su elektrino izolovana*I kad $osto%i .S na$on i dal%e ne&a $rovo7en%a

/ada se na D $ri&eni $ozitivan na$on

elektroni su $rivueni $ol%e& i tako se$ro2iru%e $rovodni kanal*


118/253

BT-0i$olarni tranzistoriFET-tranzistori sa efekto& $ol%a Slinosti6-na$rave sa tri izvoda-$rovo7en%e iz&e7u dve elektrodezavisi od dovoda nosilaca naelektrisan%a-na$ona na kontrolno% elektrodi

Razlike6BT6/ada %e na$on 0azi ve:iod G*_1 elektroni ulaze u o0last0aze i 0iva%u %ao $rivueeni ko-lektoro&- &ala stru%a 0aze kontro-li2e stru%u kolektora*FET6Provodnost u kanalu %er kontrolisan elektrini& $ol%e& uzrokovani& na$o-no& $ri&en%eni& na DTE*

/roz D ne&a stru%e*


119/253

FET6

1elika ulazna ot$ornost 'i $reko


120/253

1-I karakteristikeI.

'1DS

-1T

(>1T


121/253

R#9G*>J- za sna8ne

FET-ove

nalo"ni $rekida


122/253

Ti$ovi FET-ovan-kanalni) $-kanalni) .rain %e nor&alno ne"ativni%i od source-a i stru%a drainatee kada %e "ate $ar volti ne"ativni%i od source-a*Si&etri%a ni%e $ot$una z0o" razlike u $okretl%ivosti nosilaca i vre&ena 8ivota&an%inski nosilaca*P-kanalni fetovi i&a%u lo2i%e karakteristike i to se is$ol%ava u ve:e& na$onu na$ra"u vi2i R#9i ni8a saturaciona stru%a*


123/253

Ti$ovi fetova,#SFET) +FET

telo-deo Si su0stratau ko&e %e na$ravl%enFET*

Po2to sa kanalo& da%ediodu &ora se dr8ati na ne$rovodno& na$onu*,o8e se vezati za source ili na taku ko%a%e ne"ativni%a '$ozitivni%a ( od sour-ce-a kod n-kanalno" '$-kanalno"( FET-a*/od +FET-a "ate for&ira $olu$rovodni-ki s$o% sa kanalo&* =ato D &ora da radiu reverzno% $olarizaci%i*


124/253

Ti$ovi fetova,#SFET) +FET

Pro2iren%e) za$reen%e

Pro2iren%e-enance&ent* U nor&alno& sta-n%u FET) sa o"ovara%u:i& na$ono& na D$osta%e $rovodan*=a$reen%e-de$letion u nor&alno& stan%u$rovodan


125/253

#snovna FET kolaIz oso0ina FET-ova $roizilaze slede:e $ri&ene6

1isoka i&$endansaC&ala stru%a-Baferi ili $o%aavai u $ri&ena&a u ko%i&a stru%a0aze i konana i&$endansa BT $redstavl%a%u o"ranien%e*

nalo"ni $rekidai* ,#SFET-ovi su izvanredni na$onski kontrolisani analo"ni$rekidai* I3

.i"italna kola ,#SFET-ovi do&inira%u u &ikro$rocesori&a) &e&ori%a&a i di"ital-ni& koli&a visoki $erfor&ansi* /oriste se $re sve"a u lo"iki& koli&a &ale sna-"e* I3

Sna8ni $rekidai* .iskretne ko&$onente*Pro&en%ivi ot$ornici* U linearno% o0lasti FET-ovi se $ona2a%u kao na$onski kontroli-sani ot$ornici*

U saturaciono% o0lasti se $ona2a%u kao stru%ni izvori*


126/253

+FET-stru%ni izvori*

Stru%a %e ne$re-dvidiva z0o" tenolo2ko" rastura*

Podesivi stru%niizvor


127/253

I.SS- &a!i&alna stru%a draina $ri kratko% veziiz&e7u "ate-a i source-a*

I.SS'>( I.SS'*9a >se &en%a 1.Sdok %e na izolu%e


128/253

FET-$o%aavaiSource follower analo"an e&iter follower-u=a%edniki e&iter analo"an za%edniko& source-u

#dsustvo stru%e na "ate-u

ini $renosnu $rovodnost $ri-rodni& $o%aavaki& $ara&etro&kod FET-a6 "&ioutCiin*/od BT s&o i&ali na%$re stru%no$o%aan%e a zati& transkonduktan-su u E, &odelu*

"&'I.(idCv"s-&ali si"naliDna$onvdCv"s-R.idCv"s-"&R.-kao kod BT kada R3za&eni&osa R.*-&ala $renosna $rovodnost neko-

liko &Sie&ensa) &an%e ne"o kod BT*


129/253

Prenosna $rovodnost FET vs* BT

I.I3KJ"&[G&S >&S

Dvol->GG -


130/253

Source follower

=0o" &ale $renosne i&$endanse 0ol%e %e koristitiSF kao 0afer za konvencionalni BT-$o%aava

=0o" visoke ulazne i&$endanse SF se koriste6

-ulazni ste$eni u oscilosko$i&a-ka$acitivni &ikrofoni-$H &etri-detektori naelektrisani estica-za &ikroelektrodne si"nale u 0iolo"i%i i &edicini

g

mL

mLs

sgmgsmd

dLs

vgR

gRv

vvgvgiiRv

+

=

===

1

)(


131/253

Izlazna i&$endansa SF1elika u $ore7en%u sa BT- nekoliko stotina o&a $ri stru%a&a od $ar &*

.ve nez"ode kod ovo" kola6* 1DSvarira u $roizvodn%i $a %e radna stru%a ne$redvidiva*


132/253

SF-$o0ol%2an%a

Stavl%a%u:i stru%ni izvor kao $otro2ado0i%a&o skoro konstantno 1DS-s&a-n%u%e&o nelinearnosti*.ru"o kolo i&a &ali izlaznu ot$ornost*-9a$on offseta 1DSL1BE


133/253

FET kao $ro&en%ivi ot$ornikU linearno% o0lasti I.C1.S

=

2)(2

1 %#T

%#

VVVk

R

/ada %e 1.Sdovol%no &alo $osledn%i lan sezane&aru%e i

)(2/1 T%# VVkR

R.S


134/253

FET kao $ro&en%ivi ot$ornik-$ri&eri


135/253

FET-$rekidailo"iki $rekidaianalo"ni $rekidai

Bidirekcioni


136/253

,ulti$le!er-i

/oriste se kod .-konvertora


137/253

/a$acitet FET-$rekidaa Dre2ke


138/253

Sa&$le and old

9a$onski $retvara sa vise:i& kondenzatoro&


139/253

5o"iki inverteri

G na ulazu iskl%uu%e don%i a ukl%u-u%e "orn%i i o0rnuto


140/253

9I - kolo G na izlazu akko %e na o0a ulaza < u ostali& slua%evi&a i&a&o < na izlazuI -kolo < na izlazu akko %e na o0a ulaza < u ostali& slua%evi&a i&a&o G na izlazu


141/253

*/od $rikazano" invertera $osto%i

re"ion u ko&e o0a FET-a $rovode*t%* $osto%i stru%a kroz o0a kanala iz&e-7u $ozitivno" kra%a na$a%an%a i &ase*


142/253


143/253

Tre0a 0iasovati ulaz da 0i se kolo nalazilo u aktivno% o0lasti


144/253

FET-ovi kao sna8ni $rekidai

1isoka i&$endansa) ter&alna sta0ilnost) za razliku od sna8ni BT

BT Tr&alni 0e") sekundarni $ro0o%


145/253

FET-ovi kao sna8ni $rekidai - $ri&eri&ale sna"e


146/253

1e:e sna"e


147/253

/ola za ukl%uivan%e a&0i%entalno" svetla


148/253

Sna8ni driver za $iezoelektrini kristal


149/253


150/253

Predostro8nosti6-1eliki ulazni ot$or znai da ne&a $uta za $ra8n%en%e statiko" elektriciteta-is$razniti elektricitet $re dodirivan%a ko&$onente-ko&$onente za2tititi antistatiki& &ateri%alo&-kada %e %edno& instalirana ko&$onenta %e za2ti:ena

U k t l i i t i t t %i 7 % i l


151/253

U kontrolni& siste&i&a $ovratna s$re"a se sasto%i u $ore7en%u izlazno"si"nala sa 8el%eni& izlazni& si"nalo& i od"ovara%u:o& $o$ravko& "re2ke*

/od $o%aavaki kola ulazni si"nal se $oredi sa osla0l%eni& izlazni& si"-nalo&*

9e"ativna $ovratna s$re"a %e $roces $ovezivan%a ulaza sa izlazo& na ta%nain da %e ulaz deli&ino $oni2ten*

Povratna s$re"a &o8e 0iti i $ozitivna - oscilatori

# i i % i dif i% l i % i liki % %


152/253

#$eracioni $o%aavai- diferenci%alni $o%aavai sa veliki& $o%aan%e&

-veliko $o%aan%e


153/253

=latna $ravila za o$eracione $o%aavae6


154/253

#snovna #P-,P kola

Invertujui pojaava* To znai da %e 1inustvari $ad na-$ona na R*A* /ori2:en%e& $ravila >* do0i%a&o61outCR>-1inCR


155/253

9einvertu%u:i $o%aava

1elika ulazna i&$edansa

11in11outR


156/253

.3 L 3 $o%aan%e


157/253

Follower

R%e %ednako GPo%aan%e < -0aferIzolacione oso0ine

1isoka ulazna a niska izlazna i&$endansa

St % i i i


158/253

Stru%ni izvori

$roksi&aci%a idealno"stru%no" izvora9e&a 1BEofsetaI1inCR

$luta%u:i $otro2a*Pluta%u:e na$a%an%e

St % i i i


159/253

Stru%ni izvori

St % i i i


160/253

Stru%ni izvori

Howland-ov stru%ni izvor/ada %e RACR>R[CRIload1inCR


161/253

,ere o$reza sa o$eracioni& $o%aavai&a

va8e sa&o ako se o$eracioni $o%aava nalazi u aktivno%o0lasti- ulazi i izlazi nisu saturisani*

>* Povratna s$re"a &ora 0iti ne"ativna-iz&e7u ostalo" to znai da se ne &o"uza&eniti invertu%u:i i neinvertu%u:i ulaz*

A* ,ora uvek da $osto%i $ovratna s$re"a u dc re8i&u* U su$rotno& kolo ide usi"urnu saturaci%u*

[* ,no"i o$eracioni $o%aavai i&a%u veo&a &alu "ranicu za diferenci%alni na-$on ulaza* #0ino su ulazi do K1* 9e$o2tovan%e &o8e dovesti do destrukci%e

kola*


162/253

5inearna kola

o$cioni inverter


163/253

5inearna kola

Idealni stru%no na$onski $retvara

Senzori svetlosno" intenziteta


164/253


165/253

Dra&ofonski $o%aava


166/253

Sna8ni $o%aava

Pro0le& source-sink se re2ava u $us-$ull izlazno% ko&0inaci%i*9e $osto%i $ro0le& 1BE


167/253

Izvor na$a%an%a

#$eracioni $o%aava da o0ez0edi$o%aan%e za na$onski re"ulator sa$ovratno& s$re"o&** =a s&an%eni ri$$le na zener-diodiot$ornik od


168/253

9elinearna kola

Elektronski $rekida velike sna"e

ktivni is$ravl%a


169/253

$ %

/ada su si"nali ni8i od na$ona 0iasa diode &ora&o da koristi&oo$eracioni $o%aava kao kolo za rektifikaci%u*


170/253

/arakteristine veliine6


171/253

-Ulazna stru%a

-Ulazni stru%ni offset

-ulazna i&$endanca

-o$se" za%edniko" &oda

-o$se" diferenci%alno" ulaza

-izlazna i&$endansa

-na$onsko $o%aan%e i fazni $o&era%

-na$onski offset na ulazu


172/253

ktivni detektor vr2ne vrednosti


173/253

/lasino kolo

/olo sa o$eracioni& $o%aavae&-slew rate-ulazna 0ias stru%a uzroku%e $ra8n%en%e-&aksi&alna izlazna stru%a-curen%e kondenzatora

R 2 % % di d


174/253

Re2en%e za curen%e diode

I3


175/253

$

kti i i


176/253

ktivni o"raniava

/ada %e 1in&an%e od


177/253

ktivni $unotalasni is$ravl%ai

Inte"ratori


178/253

1inCR-3'd1outCdt(

.1 constdtVRC

V inout +=

#$eracioni $o%aavai sa %ednostrani&


179/253

.iferenci%ator

#$eracioni $o%aavai sa %ednostrani&na$a%an%e&*


180/253

P.3-$o%aava sa %ednostrani& na$a%an%e&

/o&$aratori


181/253

/o&$aratori

+ednostavniko&$arator

ko %e ulazni si"nal $odlo-8an 2u&u i&a&o niz $relaza


182/253

&itov $rekida

Povratna s$re"a


183/253

AB

A&

+=1

D-$o%aan%e zatvoreno" kola

-$o%aan%e otvoreno" kolaB -$o%aan%e $etl%e


184/253

$ Izlazna i&$edansa

ii RABR )1(' +=


185/253

Tranzistorski $o%aava sa $ovratno& s$re"o&

5a0oratori%ski


186/253

$o%aava


187/253

g ta tra8i&o od filtrab2to ravni%u $ro$usnu karakteristiku2to str&i%e ivice da 0i se 2to 0ol%e filtrira

0lisku interferira%u:i si"nalg R3 $asivni filtri-o"raniene &o"u:nosti

$ostizan%a 8el%eni karakteristika $o&o:uko&0inaci%e kondenzatora i ot$ornika*

Idealna karakteristika zafilter $ro$usnik niskiuestanosti


188/253

Idealna karakteristika sa 53 filtri&a

Prelazni od"ovor i fazni $o&era% sve vi2e de"radira%u $ri$o0ol%2an%u a&$litudno" od"ovora*


189/253

ktivni filtri6 $re"led

/ori2:en%e& o$eracioni $o%aavaa &o"u:a %e sinteza0ilo ko%e filterske karakteristike 0ez kori2:en%a induktiviteta

/onverter ne"ativne Nirator

i&$endance

#snovni kriteri%u&i uinka filtra


190/253


Sallen i /eQ filter


frekventni do&en6

$ro$usni o$se"

o$se" ri$la

$rekidna frekvenci%a

$relazna o0last

sto$ o0last


191/253



1re&enski do&en6

vre&e $orastavre&e $ostizan%a vrednosti

$re&a2a%

zvon%ava

.i"italna i analo"na elektronika


192/253

.i"italna i analo"na elektronika

5o"ika stan%aHi" i 5ow-na$onski nivoi3,#S 'H3( 1 HIDH) hG*[1 i&unost na 2u&

Bro%ni kodovidekadni

0inarniHeksadeci&alni 'HEY(B3.-0inarno kodirani deci&alni

Bro%evi sa znako&znakL&a"nituda0inarno $redstavl%an%e sa offset-o&

ko&$le&ent >) ne"aci%a svako" 0ita L K ,Hz '5S( do


201/253

"

Pus-$ull izlazni ste$eni 6 ili u H ili u 5 'active $ullu$(*

/o&unikaci%a sa vi2e $eriferi%a diktira $ote0u tre:e" stan%a*

Tree-state

Tree state6 .ata 0us


202/253

Tree-state6 .ata 0us


203/253

/o&0inaciona lo"ika5o"iki identiteti

Iskl%uivi ili


204/253

,ini&izaci%a i /arnau"-ove &a$e> /


205/253

% "


206/253

/o&0inacione funkci%e dostu$ne u o0liku inte"ralni kola


207/253


uad >-in$ut select

/ada %e SE5 low nn/ada %e SE5 i" nBn

Trans&isione ka$i%e

.vos&erne analo"ne ka$i%e



208/253

% $ "

,ulti$lekseri

TT5- di"italne si"nale '


209/253

.e&ulti$lekser izi&a si"nal sa ulaza i 2al%e "a na adresirani izlaz*Slino radi dekoder osi& 2to %e adresa %edini ulaz* dresirani izlaz seo$slu8u%e*

Enkoder $rioriteta "eneri2e adresu na%vi2e" $o redu o$slu8eno" ulaza*


210/253

Sa0irai i dru"i arit&etiki i$ovi

etvoro0itni sa0ira

Pro2iren%e

/o&$arator &a"nitude


211/253

/o&$arator &a"nitude

#dre7u%e relativne veliine dvaulazna 0ro%a

Denerator $arnosti

Deneri2e 0it $arnosti ko%i se kai na re ko%a se trans&itu%e $re&a neko& dru"o&kolu*


212/253

.ekoderi kao "eneralisane ta0ele istinitosti


213/253

R#, -read onlQ &e&orQ


214/253

R#, read onlQ &e&orQ

,PR#,- '&ask-$ro"ra&&ed in factorQ(PR#,-'osi"urai-korisnik(EPR#,-erasa0le PR#,#TPEEPR#,

P5 i P5


215/253

ko&0inaciona kola$osto%e isekvenci%alne vari%ante

Sekvenci%alna lo"ika


216/253

Sekvenci%alna lo"ika

fli$-flo$

0ista0ilni- kolo %e si&etrinoneka su i B - Hako %e Y - H onda j-5 i o0rnutoko se dovede na 5 ceo FF $relazi u stan%eY-H) j-5


217/253


218/253

,aster-slave i ivico& okidni FF

.-ti$

+/-FF


219/253

+/ FF

J K Qn+1

0 0 Qn

0 1 0

1 0 1

1 1 Qn

To""le

/ola-to""lin"


220/253

.el%en%e sa >


221/253

.el%en%e sa vi2e

/o&0inaci%a &e&ori%a i ka$i%asekvenci%alna lo"ika


222/253

sekvenci%alna lo"ika

$ri&er

>*. ulazi

A*Prona:i z"odnu

ko&0inaci%u


223/253

,onosta0ilni &ultivi0rator


224/253

'one-sot(karakteristike-retri"era0ilnost-reseta0ilnost-2irina $ulsa od [Gns do &s$ro0le&i

-ti&in"-du"i $ulsevi-okidan%e-izlazna izolaci%a


225/253

ift re"istri


226/253

nalo"no-di"italnoRT5) TT5) 3,#S


227/253

Povezivan%e razliiti lo"iki fa&ili%a


228/253

Prekidai


229/253

/o&$aratori) o$eracioni i di"italna


230/253

Takt i isterezis

.i"italna kola i $otro2ai


231/253

#$toelektronika


232/253

#$toka$leri


233/253

$ $

/a0lovi


234/253

RS->A>

.iferenci%alni) RS-[>>C[>A


235/253

#$tiki ka0lovi


236/253

*'D i D'* konverteri


237/253

Potre0a konverzi%e analo"no" si"nala u di"italni i o0rnuto

-ko&$%uterska kontrola $rocesa-di"italni &erni ure7a%i-0ela tenika

-enkri$ci%a analo"ni si"nalaitd*


238/253


239/253


240/253

Denerisan%e na$onsko" izlaza


241/253

=a ve:e izlazne na$one $otre0an %e

o$eracioni $o%aava*=a u&irivan%e si"nala kondenzator u$ovratno% s$rezi*Pro0le& offset-a*

#stali .C konvertori


242/253

FC1-freuencQ to volta"e-Binarno se "eneri2e si"nal odre7ene frekvenci%e-od"ovara%u:i R3-filter konvertu%e frekvenci%u u na$on-ri$$le se skida $o&o:u $ro$usnika niski uestanosti

PW-&odulaci%a '2irinska(-frekvenci%a %e konstantna-odnos si"nal-$auza se odre7u%e di"italno-filter $ro$usnik niski uestanosti da%e na$on


243/253

Half flas


244/253

vari%aci%a $araleno" enko-dera %e $olu-flas*.voste$eni $roces6*[-0it .3 da%e od"ovara-%u:i a$roksi&irani na$on*A*na$on "re2ke $redstavl%aulaz za dru"i flas ko%i da%e

5SB*

Sukcesivne a$roksi&aci%e


245/253

Is$ro0ava%u se razliiti kodovi$reko .C konvertora i rezultatse $oredi sa ulazni& na$ono&*Svi 0itovi se na $oetku stavl%a%una G* =ati& se na%vi2i 0it $ostavl%ana


246/253

u ovo% &etodi ulazni na$on se $retvara u izlazni niz i&$ulsa i%a %e frekvenci%a$ro$orcionalna na$onu*

Pri&er6-kondenzator se $uni stru%o& $ro$orcionalno& ulazu*

-$razni se kada na$on dosti"ne zadati $ra"-z0o" ve:e tanosti uvodi se $ovratna s$re"a

-$oredi se ulaz a "eneri2u se $ulsevi da 0i se na ko&$aratorudo0io isti na$on*

Sin"le-slo$e inte"raci%a


247/253

U ovo% tenici unutra2n%ira&$ "enerator 'stru%ni izvorL kondenzator( se startu%esa $oetko& konverzi%e*U isto vre&e $oin%e da radi

0ro%a ko%i 0ro%i i&$ulse sta-0ilno" takta*Bro% %e $ro$orcionalan ulazno&na$onu*9a kra%u konverzi%e kolo $raznikondenzator) resetu%e 0ro%a

i s$re&no %e za novu konverzi%u*9e$reciznost usled nesta0ilnosti ko&$aratora i kondenzatora*


248/253

Si"&a-delta konverterii&a nekoliko &etoda ko%i


249/253

ukl%uu%u $oni2tavan%eulazne stru%e 'si"nal( $o-&o:u $rekidno" unutra-2n%e" stru%no" izvora*

Ulazni na$on $o0u7u%e

inte"rator i%i %e izlaz ve-zan za ko&$arator referi-san za &asu* U zavisnostiod izlaza ko&$aratora$ulsevi stru%e 'sa fiksirano& 2irino&( se ukl%uu%u u su&arnu taku 'inte"rator(odr8ava%u:i nulu usredn%ene stru%e* #vo 0alansira%u:i konce$t* Bro%a 0ro%i koliko

$ulseva %e oti2lo u sa0ira od uku$no" 0ro%a $ulseva* #va% 0ro% %e $ro$orcionalanulazno& na$onu 'stru%i(*


250/253

P55


251/253

II fazni ko&$arator "eneri2e si"nal $retican%aili ka2n%en%a

P55


252/253

13# -na$onski kontrolisani oscilator

Frekvenci%a %e odre7ena sa 5i .>* .ioda .>%e varaktor ili varika$dioda* 1e:ina dioda se o0ino $o-

na2a kao varika$ kada radi u rever-zno& re8i&u is$od $ro0o%ni $ara-&etara* Pri reverzno% $olarizaci%ireko&0inaciona o0last odre7u%edielektrine oso0ine i da%e konden-zator* Pro&eno& na$ona &en%a se

r*o* ) a ti&e i efektivni ka$acitetkondenzatora*


253/253

Documents

Uvod u Fizicku Elektroniku