Link: OLE-Object-Data Bipolární tranzistor jako Úkol: 1. Bipolární tranzistor jako řízený odpor (spínač) – ověření činnosti. 2. Unipolární tranzistor jako řízený odpor (spínač) – ověření činnosti. 1.1 Pokyny pro měření Bipolární tranzistor 1. Stanovte zpoždění při spínaní a rozpínání spínače. Zapojte obvod podle schématu (s R[2]=10k), na osciloskopu porovnejte vstupní a výstupní průběhy a odečtěte časové posuny mezi vstupem a výstupem jak je naznačeno v přiloženém obecném rozboru. Některé časové úseky u daného tranzistoru nemusí být na obrazovce odečitatelné. Odečtené časové úseky zapište a zakreslete v grafu vstupního a výstupního signálu. Obrázek 1: Zapojení s bipolárním tranzistorem R[B] = 100 k (určuje proud bází) 2. Stanovte vliv rezistoru R[2] a vliv saturace tranzistoru. f = 10kHz Při daném vstupním signálu je rezistorem R[2] a napětím U[CC] definována v síti výstupních charakteristik zatěžovací přímka. Při stálém napětí U[CC] je potom oblast, ve které se pohybuje pracovní bod, dána jejím sklonem, tj. velikostí R[2] . Tzn., že pracovní bod se pohybuje pouze v aktivní oblasti nebo se dostává až do oblasti saturace. Proveďte měření podle bodu 1) s rezistorem R[2] = 50k a 100k a výsledky porovnejte. 1.2 Měření a jeho vyhodnocení 1) Časové průběhy pro zadané hodnoty rezistoru R[2 ] +--------------------------------------------------------------------------------------------------+ | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+--+-+-+-+-+-+-| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | +--------------------------------------------------------------------------------------------------+ 2) K[U] [dB] = f (U[ř]) / při f = 1kHz. K[U] [dB] = f ( f ) / při U[ř] = konst. Závěr: 1.3 Teoretické poznámky 1.3.1 Bipolární tranzistor ve spínacím řežimu Principiální zapojení spínacího obvodu s tranzistorem je na obrázku 52. Obvykle se používají tranzistory v zapojení se společným emitorem, protože k ovládání stačí menší výkon než např. v zapojení se společnou bází. Základními stavy tranzistoru jako spínače jsou : otevřený stav odpovídající sepnutí jakéhokoliv spínače a uzavřený stav odpovídající rozepnutí spínače. Obrázek 3: Spínač s tranzistorem Obrázek 4: Pracovní režimy tranzistoru v jeho charakteristikách Jak je zřejmé z grafu výstupních charakteristik tranzistoru na obrázku 53, když tranzistor simuluje rozepnutý stav spínače, teče obvodem kolektor - emitor jen zbytkový proud kolektoru I[CE0]. V této oblasti je tranzistor uzavřený a přechody B-E a B-C jsou polarizovány v závěrném směru. Při spínání přechází pracovní bod tranzistoru aktivní oblastí. V ní je přechod B-E polarizován v propustném směru a přechod B-C v závěrném směru. Tranzistor simuluje sepnutý stav spínače, když je jeho pracovní bod v oblasti nasycení - saturace. Tato oblast je oddělená od aktivní oblasti hraniční křivkou oblasti saturace. Tato křivka je charakteristická tím, že body ležící na ní splňují podmínku U[BE] = U[CE] tedy : U[CE] - U[BE] = U[CB] = 0 Když se pracovní bod nachází v oblasti nasycení , přechody B-E a B-C jsou polarizovány v propustném směru. Poznámka: Bipolární tranzistor v otevřeném stavu je řízený proudem vtékajícím do báze, protože jeho vstupní odpor je ve stavu saturace výstupu mnohem menší než výstupní odpor zdroje budícího signálu. Naopak ve stavu uzavřeném (nevodivém) je bipolární tranzistor řízen napětím na bázi, protože jeho vstupní odpor je v tomto stavu mnohem větší než výstupní odpor zdroje budícího signálu. 0,1I[C ] Obrázek 5: Průběhy napětí a proudu kolektoru při spínání