Analiza în curent continuu a schemelor electronice...

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

- 1 -

Seminar 3

S3 ANALIZA ÎN CURENT CONTINUU A SCHEMELOR ELECTRONICE

S3.1 Introducere

Pentru a analiza în curent continuu o schemă electronică, trebuie determinate punctele statice de funcţionare pentru fiecare tranzistor în parte. PSF-urile se determină pe schema de curent continuu care se extrage din circuitul iniţial în urma eliminării tuturor condensatoarelor şi a surselor de semnal.

Reamintim că pentru determinarea intensităţilor curenţilor de colector a tranzistoarelor este recomandat a se studia traseele, ochiurile de circuit din baza tranzistoarelor, care cuprind joncţiunea bază-emitor a acestora iar pentru determinarea tensiunilor dintre colector şi emitor este recomandat a se studia acele trasee sau ochiuri de circuit care cuprind colectorul şi emitorul tranzistorului.

După determinarea pentru fiecare tranzistor a celor două mărimi (IC şi UCE) se completează tabelul de mai jos:

PSF T1 T2 … Tn

IC (mA) … |UCE (V)| …

S3.2 Problema 1 Figura 3.1

Schema echivalentă în curent continuu este prezentată în figura 3.2. În circuitul din

baza tranzistorului se face echivalarea Thevenin, rezultând circuitul din figura 3.3. În urma echivalării Thevenin, se obţine:

5V21

2 =⋅+

= CCech VRR

RV Ω=+

= KRRRRRech 40

21

21

VUBE 6,01000

==β

R4 4K

R1 80K

R3 2K

T1

R2 80K

Ri 100K

T2

VCC +10V R5

1K3

R6 1K7

Ui

Uo

~


- 2 -

mAIIIII

IRUIRVC

CBE

BEC

ecvech 101

1214

440

1

≅⇒≅−=

++=−β

În ochiul din baza tranzistorului T2 se scrie ecuaţia KII:

mAIRIUIR CCBEC 226214 =⇒+=

În circuitele de colector ale celor două tranzistoare vom avea:

VRIIRUURIUIRV CCCCCECCECCC 40 4113141113 =−−=⇒++=−

şi VUIRUIRV CECCECCC 40 226225 =⇒++=−

Figura 3.2 Figura 3.3

Valorile obţinute sunt trecute în tabelul de mai jos: PSF T1 T2

IC(mA) 1 2 UCE(V) 4 4

S3.3 Problema 2 Figura 3.4

R4 4K

R1 80K

R3 2K

T1

R2 80K

T2

VCC +10V

R5 1K3

R6 1K7

Vech +5V

R4 4K

Rech 40K

R3 2K

T1

T2

VCC +10V

R5 1K3

R6 1K7

VUBE 6,01000

==β Ri

100K

Uo

R6 3K

R4 2K

R2 5K Ui ~

R1 4K4

T1

R5 2K4

R3 2K2

T2

VCC 16V

DZ 4V4


- 3 -

Alături este reprezentată schema echivalentă în curent continuu (fig.3.5). Între colectorul şi emitorul tranzistorului T1 avem:

VUUUU CEEBZCE 5121 =⇒+=

mAIUIRU BECE 111111 =⇒+=

Deoarece rezistenţele R1 şi R2 au valori relativ mici, curenţii care trec prin ele sunt mult mai mari decât curentul de bază al tranzistorului T1, de aceea valoarea acestuia poate fi neglijată în raport cu curenţii I1 şi I2, şi deci: 21 II ≅ , de unde rezultă că:

mAIIIIRUIR

CC

BE

11145

4545112

=⇒≅+=

Figura 3.5

mAImAIIRRIRV

IIIIIII

C

CC

CEZ

ZC

13)(0

;2

312133

22

113

=⇒=⇒++=−

≅=++=

VUIRUUIRV CECCEZCC 20 226233 =⇒+++=−

PSF T1 T2

IC(mA) 1 1 |UCE(V)| 5 2

S3.4 Problema 3

Să se determine PSF-urile

tranzistoarelor schemei din figura alaturată.

Figura 3.6

În circuitul dat, în urma eliminării condesatoarelor rezultă schema echivalentă în

curent continuu din fig.3.7.

R6 3K

R45 4K4

R2 5K

R1 4K4

T1

R3 2K2

T2

VCC 16V

DZ 4V4

R1 470K

T3

VCC +10V

R2 1K

VEE -10V

R7 2K5

R3

2K7

T1

T2

R5 2K

R6 2K5

Uo

Ui

R4 2K2

RS 2K

VUBE 6,01000

==β


- 4 -

Pentru determinarea punctelor statice de funcţionare vom căuta să scriem relaţii KII între două noduri pe traseele care cuprind joncţiunea BE a tranzistoarelor. Mai întâi determinăm curenţii de colector.

Pntru T1 vom scrie:

mAIUIRV CBEC

CC 20 10

11 =⇒+=−β

În nodul A are loc (KI):

21312 CCC IIIII +≅+=

Pentru T2 şi pentru T3 vom avea:

+++++=−

+=

376323212

24237

CBECCCEECC

CBEC

)IR(RUIR)I(IRVV

IRUIR Figura 3.7

Înlocuind cu valorile din schemă şi rezolvând sistemul de mai sus, se obţin soluţiile mAIC 22 = şi mAIC 23 = . Cunoscând valorile intensităţilor curenţilor de colector ai tranzistoarelor vom

determina tensiunile colector-emitor pe traseele de colector. Astfel vom scrie:

VUUIRV CECECC 60 1122 =⇒+=−

VUVUIRRU CEEECECCE 2,6)( 222431 =⇒−++=

S3.5 Problema 4

Să se determine PSF-urile tranzistoarelor schemei din figura alaturată.

Figura 3.8

PSF T1 T2 T3

IC(mA) 2 2 2 UCE(V) 6 6,2 6 VUIRRUIRVV CECCECEECC 6)( 3376335 =⇒+++=−

R1 470K T3

VCC +10V

R2 1K

VEE -10V

R7 2K5

R3

2K7 T1

T2

R5 2K

R6 2K5

R4 2K2

A

B

C

VUBE 6,02000

=

=β

R1 20K

T3

VCC +30V

R2 10K

R7 1K

R3

11K6

T1

T2

R5 3K6

R6 3K2

Uo

Ui

R4 3K8

RS 5K

T4

R8 1K5

R9 5K

R10 5K


- 5 -

În figura alăturată (fig. 3.9) este prezentată schema echivalentă în curent continuu a circuitului din figura 3.8. Deoarece rezistenţele din baza tranzistorului T1 sunt relativ mici, curentul de bază poate fi ignorat faţă de curenţii I1 şi I2, care trec prin rezistenţele R1 şi, respectiv, R2. De aceea în baza lui T1 avem:

VVRR

RV CCA 10)0(32

2 =−+

=

În nodul B din baza lui T2:

VUVV BEAB 4,91 =−= Scriind două ecuaţii KII, prima între

nodul B şi masă pe traseul B-R6-C-D-GND şi a doua în ochiul format de rezistenţele R5 şi R8, vom putea determina intensităţile curenţilor de colector ale tranzistoarelor T2 şi T4.

+++=+=

4103262

44825

CEBCBEB

EBCC

IRUIRUVUIRIR

==mAImAI

C

C

21

4

2

În ochiul format de rezistenţele R4 şi R6, între nodurile B şi C vom scrie:

mAIIRUIR CCBEC 1126214 =⇒+=

În nodul C scriem KI: mAIIII CCCC 23213 =⇒+=

Cunoscând curenţii de colector prin tranzistoare putem imediat determina potenţialele nodurilor C, D şi E:

VIRVV CCCE 4,2625 =−= , VIRV CD 5410 == , VUVV EBDC 6,53 =+=

Tensiunile dintre colectorul şi emitorul tranzistoarelor se determină imediat:

VUUIRVV CECECBCC 91113 =⇒+=−

VUIRUVV CECCECE 6,172262 =⇒+=−

VUIRUV ECCECC 6,30 3373 =⇒+=−

VUIRUIRVV ECCECCDCC 12449448 =⇒++=−

Se copletează tabelul cu rezultate:

PSF T1 T2 T3 T4

IC(mA) 1 1 2 2

|UCE(V)| 9 17,6 3,6 12

R1 20K

T3

VCC +30V

R2 10K

R7 1K

R3

11K6

T1

T2

R5 3K6

R6 3K2

R4 3K8

T4

R8 1K5

R9 5K

R10 5K

A

B

CD

E

Figura 3.9


- 6 -

S3.6 Temă de casă Să se determine PSF-ul tranzistoarelor pentru următoarele scheme electronice:

Analiza în curent continuu a schemelor electronice...

Documents

Transcript of Analiza în curent continuu a schemelor electronice...