Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate

8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate

1/21

Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp

37

Capitolul 3

Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp

26.Pentru circuitul de polarizare din fig. 26 se cunosc: VEE = 5V,VCC = 15V, RE = 2K, RC = 5K, iar pentru tranzistor se cunoscurmtorii parametrii: = 200, ICB0= 0,1 A, VBE = 0,6V.a) S se determine punctul static de funcionare al tranzistorului.

b) Pn la ce tensiune VEE tranzistorul este polarizat n regiunea activ

normal?

Fig. 26

Rezolvare

a) Se scrie legea a doua a lui Kirchhoff pe ochiul din dreapta :

BEEEEE VRIV

De unde se poate determina curentul de emitor:

mA2,2R)VV(I EBEEEE

iar 0CBEC III

unde mA19,2I)1( C Tensiunea colector emitor se poate determina din ochiul de circuit dinstnga

V05,4RIVV CCCCCB

b) Tranzistorul lucreaz pe regiunea activ normal deoarece primajonciune este polarizat direct, iar a doua invers. Saturaia incipient are


2/21

Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme

38

loc pentru VCB = 0, caz n care tranzistorul este complet deschis, toattensiunea VCC cade pe RC, iar curentul de colector la saturaie este:

mA3RVI CCCCS

Avnd IC la care ncepe saturaia tranzistoruluise poate calcula curentulde emitor care produce saturaia i tensiunea VEE la care se obine acestcurent:

V63,6V/IRV BECSCEE

27. n fig. 27 este prezentat un montaj de polarizare a unuitranzistor bipolar cu stabilizare parial a punctului static de funcionare.Se cunosc: VCC = 12V, RC= 2K, RB= 1M, RE= 1K, iar n punctulstatic de funcionare pentru tranzistor se cunosc: =200, ICB0= 0, VBE =0,65V. S se determine:a) Punctul static de funcionare.

b) tiind c viteza de variaie a tensiunii baz emitor cu temperatura este

C/mV8,1T

VBE

, iar pentru coeficientul avem C/%2

1

T

, s

se determine variaia curentului de colector cnd temperatura crete cu 1

C.c) Variaia tensiunii VCEn condiiile de la punctul b.

Fig. 27


3/21


39

Rezolvare

a) Se pot scrie urmtoarele relaii pentru cele dou ochiuri de circuit:

CEECBCC V)RR(I)1(V

EEBEBBCECC RIVRIRIV

BEBBECBCC VRI)RR(I)1(V

Din ultima relaie obinem:

A08,7)RR)(1(R

VVI

CEB

BECC

B

mA416,1II BC

Folosind curentul de baz obinut mai sus din prima relaie vom obine:

V72,7)RR(I)1(VV ECBCCCE

b) Curentul de colector este dat de relaia:

)RR)(1(R

)VV(I

CEB

BECCC

Dac temperatura crete cu 1C vom avea:

V6482,0TT

VVV BEBE2BE

, iar = 204.

Cu aceste noi valori se poate calcula noua valoare a lui ICobinndu-se:

A98.17IC

c) n montajul din fig. 27 curentul de emitor este:

)RR)(1(R

VV)1(I

CEB

BECC

E

,

i se calculeaz A9.17IE ,


4/21


40

iar mVIRRVEECCE

9,35)(

28. Se d montajul din fig. 28 pentru care se cunosc: VCC =15V,RC= 4K, RB2= 120K, RB1= 30K, RE= 2,3K, =200, ICB0= 0,VBE = 0,6V.a) S se determinepunctul static de funcionare;

b)S se afle valoarea rezistenei RB2pentru care tranzistorul intr nsaturaie, tiind c 2B1B RR este constant.

Fig. 28

Rezolvare

a) Aplicnd teorema Thevenin ntre punctele A i B vom obine circuitulechivalent din fig. 28R, unde:

K24RR

RRR

2B1B

2B1B

BB

V3RR

VRV

2B1B

CC1B

BB


5/21


6/21


42

BBBCBCCBBCC RIVRIVV

relaie care la saturaie devine:

BBBCBBBCC RIRIVV

nlocuind IBcu relaia obinutla punctul a pentru acest curent sedeterminVBB:

V14,6

)1(RR

RR1

)1(RR

RRVV

V

EBB

BBC

EBB

BBC

BECC

BB

Cum RBB are acceai valoare ca la punctul precedent se obine:

K5,58V

VRR

BB

CC

B2B

K6,40RR

RRR

BB2B

2BBB

1B

29. Se consider montajul din fig. 28 i se dorete obinereaurmtorului punct static de funcionare: VCE = 10V, VBE = 0,6V, IC =10mA. n plus se cunosc VCC= 20V, = 100, tensiunea pe rezistorul RE,VRE= VCC /10, iar curentul prin RB2este 10IB. S se calculeze rezisteneledin circuit.

Rezolvare

Din legea a doua a lui Kirchhoff pentru ochiul din dreapta se obine:

RECECCCC VVRIV

800I

VVVR

C

RECECC

C

tiind VREse poate afla RE:


7/21


43

198

I)1(

VR

C

RE

E

Din prima lege a lui Kirchhoff n punctul A avem:

/III c12 de unde rezult:

/I10I c2 , iar /I9I c1

Din legea a doua a lui Kirchhoff pentru ochiul ce cuprinde jonciuneabaz emitor se poate scrie:

REBE1B1 VVRI

K88,2I9

)VV(R

C

REBE

1B

Iar din ochiul pentru jonciunea baz colector se obine:

RECECC2B2 VVVRI

K8I10 )VVV(R CRECECC

2B

30. Pentru circuitul din fig. 30 se cunosc: VCC = 20V, RC= 4,7K,RB2= 12K, RB1= 12K, RE= 2K, =100, ICB0= 0, VBE = 0,6V, RB3 =200K. S se determine punctul static de funcionare.

Fig. 30


8/21


44

Rezolvare

Aplicnd teorema Thevenin ntre baz i minusul sursei vom obine oschem echivalent similar cu cea din fig. 28R, dar de aceast dat:

K206RR

RRRR

2B1B

2B1B

3BBB ,

iar V10RR

VRV

2B1B

CC1B

BB

n rest problema se rezolv similar cu problema 28, punctul static defuncionare fiind dat de relaiile:

mA3,2IA23R)1(R

VVI C

EBB

BEBB

B

iar V6,4RI)1(RIVV EBCBCCCE

31.

S se calculeze punctul static de funcionare al tranzistoruluidin fig. 31. Se cunosc: VCC = 12V, RC= 5K, RB= 160K, Rf= 270K,RE= 1K, =100, ICB0= 0, VBE = 0,6V.

Fig. 31


9/21


45

Rezolvare

Din legile lui Kirchhoff n cele trei ochiuri independente i din cele dounoduri se obine:

BfBCBCCC IRR)II(R)III(V

EECECBCCC RIVR)III(V

EEBEB RIVIR

n continuare se scriu toi curenii prin tranzistor funcie de IB :

BfBCBBCC IRR)II(R)III(V

EBCECBBCC RI)1(VR)III(V

EBBEB RI)1(VIR

Se obin trei ecuaii cu trei necunoscute: I, IB, i VCE. Rezolvnd sistemulse gasesc:

A86,10R)1(RR/R)1)(RR(R)1(

R/)RR(VVVIEfBEfCC

BfCBEBECC

B

mA086,1II BC

CBEBCCCE RI)1(RI)1(VV

V37.5R

RRI)1(

R

RV

B

CEB

B

CBE

32.Pentru tranzistoarele din fig. 32 se cunosc: 1= 20, 2 = 50,VBE1 = 0,6V, VBE2 = - 0,6V. n plus sunt cunoscute VCC= 18V, RB = 2M, RC1= 3K, RC2= 0,5K, RE = 1K. S se determine punctul staticde funcionare.


10/21


46

Fig. 32

Rezolvare

Avem patru ochiuri independente pentru care scriem legile lui Kirchhoff:

)II(RV 2B1C1C2EB

)II(RVIRV 2C1EE1BE1BBCC

)II(RVVV 1E2CE1CE2EBCC

)II(RRIVV 1E2CE2C2C2CECC

Folosind n plus relaiile:

BC II i BE I)1(I observm c din primele dou relaii obinem un sistem cu dounecunoscute IB1i IB2:

)II(RV 2B1B11C2EB

2B211BE1BE1BBCC I)1(IRVIRV

Rezolvnd sistemul se obine:

mA1478.0IA39,7R)1(RR

R/VRVVI 1C

21E1EB

1C2EB2E1BECC

1B


11/21


47

mA61,2IA2,52R

IRVI 2C

1C

1B11C2EB

2B

n ceea ce privete tensiunile pe tranzistoare ele se determin din ultimele

dou relaii ale sistemului de patru ecuaii scris mai inainte:

V64,14)II(RVVV 1E2CE2EBCC1CE

V94,13)II(RRIVV 1E2CE2C2CCC2CE

Valoarea negativ a lui VCE2 este normal deoarece tranzistorul Q2 estePNP i pentru a avea polarizat invers a doua jonciune trebuie s avemun potenial negativ pe colector fa de baz i emitor.

33.n montajul din fig. 33 parametrii ai celor doi tranzistori sunt300, VBE1 = 0,4V, VBE1 = 0,65V, VCC= 9V, RC1 = 15K, RC2 = 2,2K,R= 50K, RE1 = 0,6K, RE2 = 0,3K.

Fig. 33

Rezolvare

Se scriu legile lui Kirchhoff pentru ochiurile ce cuprind jonciunile baz-emitor :

)II(RV)II(RV 1B2E2E2BE2B1C1CCC

1E1E1BE1B1B2E2E IRVRI)II(R


12/21


48

nlocuind toi curenii din relaiile de mai sus funcie de curenii IB1i IB2se obineun sistem de ecuaii cu aceste dou necunoscute. Rezolvndsistemul rezult:

mA5,0IA66,1I 1C1B

mA,2IA66,8I 1C2B

Scriind legea a doua a lui Kirchhoff pentru ochiurile colector-emitor vomobine:

V2,1IR)II(RVV 1E1E2B1C1CCC1CE V5,2)II(RIRVV 1B2E2E2C2CCC2CE

34.n montajul din fig. 34 avem doi tranzistori identici cuparamtrii: = 100, VBE = 0,6V, ICE0 = 0. n plus sunt cunoscute VCC=20V, RB1 = 20 K, RB2 = 80 K, RB3 = 40 K, RB4 =40 K, RC= 2K,RE = 1K. S se afle punctul static de funcionare.

Rezolvare

Aplicnd teorema Thevenin ntre punctele AC i respectiv BC vom obineschema echivalent din fig. 34R, unde

K20RR

RRR

4B3B

4B3B

1BB ,

V10RR

VRV

4B3B

CC3B

1B

K16RR

RR

R 2B1B

2B1B

2BB ,

V4RR

VRV

2B1B

CC1B

2B


13/21


49

Fig. 34

Fig. 34R

Se scriu legile lui Kirchhoff pentru cele trei ochiuri:

E2E2CE1CEC1CCC RIVVRIV

E2E2BE2BB2B2B RIVRIV


14/21


50

E2E2CE1BE1BB1B1B RIVVRIV

Din relaia scris pentru al doilea ochi se observ c se poate determina IB2.

mA9,2IA29)1(RR

VVI 2C

E2BB

2BE2B

2B

n plus se observ c 1E2C II de unde rezult c :

mA87,2IA7,28

1

II 1C2B1B

.

Din relaia pentru ultimul ochi se afl 2CEV :

V897.5RI)1(VRIVV E2B1BE1BB1B1B2CE

Din relaia pentru primul ochi se obine:

V43,5RI)1(RIVVV E2BC1C2CECC1CE

35.Cei doi tranzistori din fig. 35 sunt identici i au parametrii: =200, VBE = 0,6V, ICE0 = 0. n plus se cunosc VCC= 20V, RB= 1,8M, RC1= 2 K, RC2 =0,5 K, RE1 = 1 K, RE2 = 1K. S se afle punctul staticde funcionare.

Fig. 35


15/21


51

Rezolvare

Circuitul din fig.35 este unul din circuitele de polarizare ale unuiamplificator cu dou etaje de amplificare, primul cu un tranzistor NPN ial doilea cu un tranzistor PNP polarizate de aceeai surs.

Se scriu ecuaiile lui Kirchhoff pentru urmatoarele ochiuri: ochiulcare cuprinde sursa VCC i jonciunea B-E a lui Q1, ochiul format dinrezistenele RC1, RE2 i jonciunea B-E a lui Q2 i ochiurile ce cuprindsursa VCCi tensiunile VCEa celor doi tranzistori.

1E2C1E1BEB1BCC R)II(VRIV

1C2B1C2BE2E2E R)II(VRI

1E2C1E2C2C2EC2E2ECC R)II(RIVRIV

1E2C1E1CE1C2B1CCC R)II(VR)II(V

Se observ c n primele dou relaii toi curenii pot fi exprimai funciede IB1 i IB2obinndu-se astfel un sistem de dou ecuaii :

1E2B1B1BEB1BCC R)II)1((VRIV

1C2B1B2BE2E2B R)II(VRI)1(

Rezolvnd sistemul se obtine:

mA67,1IA35,8I 1C1B

mA7,2IA5,13I 1C1B

Din ultimele dou relaii se vor determina tensiunile colector-emitorpentru cei doi tranzistori:

V56,11V,V3,12V 2EC1CE

36. Montajul din fig.36 este realizat cu tranzistoarecomplementare avnd parametrii: = 100, VBE = 0,6V, ICE0 = 0.Tensiunea de alimentare VCCeste de 20V, iar rezistenele au urmtoarelevalori: RB1 = 400K, RB2= 300K, RE1 = 1 K, RE2 = 1 K.


16/21


52

S se determine punctele statice de funcionare ale celor doutranzistoare.

Fig. 36Rezolvare

Se observ c tensiunea colector-emitor a primului tranzistor este egal cutensiunea emitor colector a celui de-al doilea. Din legile lui Kirchhoff

pentru cele trei ochiuri independente se obine:

1E2C1EBE1B1BCC R)II(VRIV

2B2BEB2E1C2ECC RIVR)II(V

1E2C1E1CE2E1C2ECC R)II(VR)II(V

ntruct parametrii pentru cei doi tranzistori sunt identici se pot rescrieprimele dou ralaii sub forma:

1E2B1BBE1B1BCC R)I)1(I(VRIV

2B2BBE2E1B2BCC RIVR)II)1((V

Rezolvnd sistemul se obine:

mA22,3II 2C1C

iar: V7I)12(RRI)12(VV B1E2EBCCCE


17/21


53

37. n montajul din fig. 37 tranzistorul TECJ are urmtoriiparametrii: IDSS= 6mA, VP =6V. n plus se cunosc: VDD = 24V,Vss =12V , RS = 8K, RD = 6K. S se determine:a) Tensiunea Vo dac V1= 0

b) Tensiunea Vo dac V1= 5Vc) Tensiunea V1dac Vo= 0

Fig. 37

Rezolvare

Pentru circuitul de mai sus se pot scrie relaiile:

OGS1 VVV

SSSDO VRIV n plus se tie c:

2

PGSDSSD )V/V1(II

Din primele dou relaii se obine:

SDSS1GS RIVVV

Se introduce GSV astfel obinut n a treia relaie obinndu-se o ecuaie de

gradul doi cu o simgur necunoscut:

2

PSDSS1DSSD )V/RIVV1(II

a) Punnd condiia V1 = 0 n ultima relaie se gsesc dou soluii, dincare doar prima este corect, a doua ar da o tensiune total pe rezistenede peste 36V ct dau cele dou surse. Prin urmare soluia corect este :


18/21


54

V7,2V,V7,2V,mA84,1I 0GSD

b) Dac V1= 5V rezult:mA44,3I,mA4,2I 2D1D

dintre care doar prima este posibil i prin urmare vom avea:

V2,7V,V2,2V,mA4,2I 0GSD

c) Dac V0= 0 rezult c:

mA5,1R/VI SSSD , iar V3VV GS1 .

38. Se consider montajul de polarizare, din fig.38, a unuitranzistor TECJ avnd urmtorii parametrii: IDSS = 6mA, VP = 4V.Tensiunea de alimentare este VDD = 30V, RG = 1M i se doreteobinerea unui punct de funcionare cu ID = 3mA i VDS = 10V. S secalculeze rezistenele RS i RD care permit obinerea acestui punct defuncionare.

Fig. 38Rezolvare

Pentru acest montaj de polarizare se pot scrie relaiile:

SSGSGG RIVRI

SSDSDDDD RIVRIV

ntruct la TECJjonciunea gril-canal este polarizat invers:


19/21


55

SDG II0I Iar relaiile de mai sus devin:

SDGS RIV

SDDSDDDD RIVRIV

n plus existrelaia:2

PGSDSSD )V/V1(II

Se obine: V17,1)I/I1(VV DSSDPGS

Din prima relaie se poate scrie: 390I/VR DGSS , iar din cea de adoua :

K28,6I

RIVVR

D

SDDSDD

D

39.Pentru montajul din fig. 39 se cunosc: IDSS= 9mA, VP =3V, VDD = 12V, RS = 1K, RD = 3K, RG= 1M.

S se determine punctul static de funcionare.

Fig. 39Rezolvare

Pentru montajul din fig.39 se pot scrie relaiile:

SDDSDDDD RIVRIV


20/21


56

2

PGSDSSD )V/V1(II

SSGS RIV

Introducnd VGS din ultima relaie n cea de-a doua se obineo ecuaie degradul doi cu o singur necunoscut:

2

PSSDSSD )V/RI1(II

Rezolvnd ultima relaie se gsescdou soluii pentru curentul de dren:

mA7,1I 1D i mA3,5I 2D

Dintre acestea doar prima este corect deoarece a doua soluie ar da perezisteneleRSi RDo tensiune de 21,2V ceea ce este imposibil deoarecetensiunea dat de surs e de 12V.

n ceea ce privete tensiunile de pe tranzistor acestea se determindin primele dou relaii:

V7,1VGS , V2,5RIRIVV SDDDDDDS

40. Se d schema de polarizare din fig. 40. Se cunosc: IDSS=9mA, VP =3V, VDD = 12V, RS = 1K, RD = 1K, RG1= 1M, RG2=3M . S se determine punctul static de funcionare al tranzistorului.

Fig. 40


21/21


57

Rezolvare

Pentru circuitul de mai sus se pot scrie urmtoarele legi ale lui Kirchhoff:

)RR(IV 2G1GDD

SDGS1G RIVIR

SDDSDDDD RIVRIV

n plus se poate scrie relaia:

2

PGSDSSD )V/V1(II

Din primele dou expresii se obine:

SD1G

2G1G

DD

GS RIRRR

VV

2

P

SD

1G

P2G1G

DD

DSSDV

RIR

V)RR(

V1II

Rezolvnd ecuaia de gradul doi de mai sus se gsesc soluiile:

mA4I 1D i mA9I 2D

Doarprima soluie este corect, i se gsesc:

V2VGS , V4RIRIVV SDDDDDDS

Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate

Documents

Transcript of Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate