TRANZISTORSKE KARAKTERISTIKE · 3. Na izlaz pojačala priključite osciloskop. Pokažite da na...
Transcript of TRANZISTORSKE KARAKTERISTIKE · 3. Na izlaz pojačala priključite osciloskop. Pokažite da na...
TRANZISTORSKE KARAKTERISTIKE
VJEŽBA 1. Elektronički praktikum
TEORIJA I PRIPREMA:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Poluvodički elementi", stranice 30-36 (tranzistor, načini vezivanja
tranzistora, tranzistor u emiterskom spoju, statičke karakteristike i parametri
tranzistora)
ZADACI I UPUTE ZA IZVOĐENJE:
(Pogledati D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama", poglavlje
"Poluvodički elementi", stranice 30-36)
ZADATAK I:
1. Snimiti ulazne i izlazne karakteristike danog germanijevog PNP tranzistora AC 550 u
spoju sa zajedničkim emiterom prema shemi.
E
BC
P1
100 k
P2
1 k
-
+
U1
4.5V
U2
9 V
-
+
mA
A
V V
UBE UCE
IB
IC
NAPUTAK:
- Mjerenja započeti od najnižih napona UBE i UCE. Pomoću potenciometra P2 odabrati
UCE koji je stalan za svaku ulaznu karakteristiku. Mijenjati UCE u koracima od 0.1 V
počev od vrijednosti UCE = 0.1 V. Ulazne veličine mijenjati pomoću potenciometra P1.
Voditi računa da je za tranzistor AC 550 IBmax = 300 A.
- Potenciometrom P1 odabrati struju baze IB. Pomoću P2 mijenjati UCE i očitavati pripadne IC.
Struje baze IB mijenjati u koracima od 10 A te obavezno izvršiti mjerenje za 15 A (10,
15, 20, 30, 40 A). Paziti da se tijekom mjerenja ne prijeđe maksimalna dozvoljena
disipacija kolektora PC = UC IC. Kod ovog tranzistora je PCmax = 120 mW.
2. Pomoću dobivenih izlaznih karakteristika odrediti faktore strujnog pojačanja B i u
dvjema radnim točkama u normalnom aktivnom području. Usporediti i diskutirati
dobivene rezultate.
NAPUTAK:
- Za određenu vrijednost UCE u normalnom aktivnom području odabrati parove vrijednosti
(IB1 IC1) i (IB2 IC2) i naći B1, B2 i 12. Parove vrijednosti tako izabrati da se 12 mogu odrediti
metodom najmanjih kvadrata iz prijenosne karakteristike, te nacrtati prijenosnu
karakteristiku. U području između parova vrijednosti izvršiti veći broj mjerenja s korakom
IB manjim od 10 A (npr. 5 A). Promijeniti UCE i istim postupkom za druga dva para
vrijednosti struja odrediti B3, B4 i 34. Usporediti: faktore B međusobno, 12 i 34, te
konačno vrijednost B sa vrijednostima .
ZADATAK II:
1. Ponoviti sve navedeno u zadatku I ali za silicijev PNP tranzistor BC 160: izmjeriti
ulazne i izlazne karakteristike u spoju sa zajedničkim emiterom te odrediti faktore
strujnog pojačanja B i u dvjema radnim točkama u normalnom aktivnom području,
usporediti i diskutirati dobivene rezultate. Vodite računa o napucima!
2. Usporediti izlazne i ulazne karakteristike silicijevog i germanijevog tranzistora.
Usporedite faktore strujnog pojačanja. Diskutirajte moguću namjenu svakog
tranzistora na osnovu uočenih razlika.
Rezultate iz zadataka I i II prikažite grafički i diskutirajte (ne zaboravite diskutirati pogreške i
odstupanja).
INVENTAR:
Naziv Tip Količina
ELEKTRONIČKI UREĐAJI
Stabilizirani ispravljač Iskra MA 4150 2
Voltmetar (UBE , UCE) Unimer 42 2
Ampermetar (IC) PHYWE 07034.00
(UNIMER 06)
1
Ampermetar (IB) Iskra US4a 1
ELEKTRONIČKI ELEMENTI
Potenciometar (UCE) 1 k 1
Potenciometar (UBE) 100 k 1
Tranzistor BC 160 1
Tranzistor AC 550 1
OSTALO
Spojne žice
TRANZISTORSKO POJAČALO MALIH
SIGNALA
VJEŽBA 2. Elektronički praktikum
TEORIJA I PRIPREMA:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Tranzistorsko pojačalo malih signala", stranice 47-53 (nestabilizirano
pojačalo, utjecaj vanjskih elemenata u krugu pojačala, stabilizacija radne
točke)
ZADACI I UPUTE ZA IZVOĐENJE:
(Pogledati D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama", poglavlje
"Tranzistorsko pojačalo malih signala", stranice 47-53)
ZADATAK I:
1. Tranzistor AC 550 uklopiti u sklop pojačala prema shemi. Pomoću izmjerenih
karakteristika tranzistora određenih u vježbi 1: 'Tranzostorske karakteristike' i elemenata u
krugu pojačala za baznu struju IB = 15 A odrediti grafički radnu točku i provjeriti je
mjerenjem.
NAPUTAK:
- Na ulaz priključiti tongenerator, čiju frekvenciju podesiti na 1 kHz.
- Ulazni napon mijenjati od 1mV do 20 mV
- Paralelno tongeneratoru priključiti AC voltmetar
- Na drugom AC voltmetru očitavati izlazni napon ui
2. Uz stalan ulazni napon uu odrediti frekventnu karakteristiku pojačala, tj. izmjeriti faktor
naponskog pojačanja u = ui/uu u ovisnosti o frekvenciji uz različite vrijednosti Cu.
NAPUTAK:
- podesiti na tongeneratoru uu = 1 mV
- mijenjati frekvenciju ulaznog signala od minimalne do maksimalne vrijedosti (20Hz - 200
kHz)
- naći frekventnu karakteristiku pojačala za 3 različite vrijednosti Cu (4.7 F, 0.1 F i 0.01
F)
V1
A
V2
CE
100 F RE
180
R2
470
Cu
4.7 F
Ci
100 F
Rc Rb
TR
uu
ui
Uv
4.5 V
ZADATAK II:
Pomoću sklopa sa strujnom povratnom vezom prema shemi i u radnoj točki određenoj u
zadatku I:
1. Izmjeriti ovisnost izlaznog napona ui o ulaznom naponu uu pri f = 1 kHz
a) bez kondenzatora CE
b) priključivanjem kondenzatora CE = 100 F
NAPUTAK:
- Na ulaz priključiti tongenerator, čiju frekvenciju podesiti na 1 kHz.
- Ulazni napon mijenjati od 1 mV do 20 mV
- Paralelno tongeneratoru priključiti AC voltmetar
- Na drugom AC voltmetru očitavati izlazni napon ui
2. Uz konstantan ulazni napon uu = 1 mV izmjeriti ovisnost u o frekvenciji
a) bez CE
b) priključivanjem CE = 100 F
Naputak:
- Podesiti na tongeneratoru uu = 1 mV.
- Mijenjati frekvenciju ulaznog signala od minimalne do maksimalne
vrijedosti (20Hz - 200 kHz)
- Naći frekventnu karakteristiku pojačala sa ili bez kondenzatora CE.
3. Na izlaz pojačala priključite osciloskop. Pokažite da na izobličenje signala utječu:
a) odabir radne točke i to tako da odaberete dvije vrijednosti: optimalnu (IB=15 A) te
pomaknutu u odnosu na optimalnu (IB=25 A).
b) veličina ulaznog signala i to izborom dviju vrijednosti: uu=10 mV i uu=40 mV. Za
koju vrijednost uu dolazi do izobličenja?
Rezultate iz zadataka I i II prikažite grafički i diskutirajte (ne zaboravite diskutirati pogreške i
odstupanja).
INVENTAR:
ELEKTRONIČKI UREĐAJI I
INSTRUMENTI:
Tip Kom.
RC generator ISKRA MA 3616 1
Ispravljač ISKRA MA 4150 1
Univerzalni instr. ISKRA DIGIMER 30 1
AC voltmetar ISKRA MA 3014 2
Osciloskop Iskra MA 4006
ELEKTRONIČKI ELEMENTI:
Tranzistor AC 550 (PNP-germanij) 1
Otpornici 10 k 3
1.0 k 1
1.8 k 1
180 1
470 1
Potenciometar 3 k 1
0.5 M 1
Precizni potenciometar Iskra MA 2205 1
Kondenzatori 4.7 F 1
0.1 F 1
0.01 F 1
100 F 1
OSTALO
Spojne žice
OPERACIJSKO POJAČALO
VJEŽBA 3. Elektronički praktikum
TEORIJA I PRIPREMA:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Operacijsko pojačalo", stranice 55-67 (svojstva idealnog operacijskog
pojačala, građa operacijskog pojačala, OP u krugu s povratnom vezom,
primjena krugova s OP)
ZADACI I UPUTE ZA IZVOĐENJE:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Operacijsko pojačalo", stranice 55-67 (svojstva idealnog operacijskog
pojačala, građa operacijskog pojačala, OP u krugu s povratnom vezom,
primjena krugova s OP)
AKTIVNI FILTRI
VJEŽBA 4. Elektronički praktikum
TEORIJA I PRIPREMA:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Elektronički filtri", stranice 74-82 (aktivni filtri, niskofrekventni filtar,
visokofrekventni filtar, pojasni filtar)
Dodatno: Širokopojasni filter
ZADACI I UPUTE ZA IZVOĐENJE:
(Pogledati D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama", poglavlje
"Elektronički filtri", stranice 74-82)
ŠIROKOPOJASNI FILTAR
Kombinacijom niskofrekventnog i visokofrekventnog filtra (sl. 1) sa različitim
vrijednostima kapaciteta C i omskog otpora R dobije se filtar koji propušta šire područje
frekvencija između graničnih frekvencija niskofrekventne i visokofrekventne komponente
filtra. Grafički prikaz ovisnosti omjera amplituda izlaznog i ulaznog napona o frekvenciji dan
je na slici 2.
R2 C1
R1 C2
uu ui
Slika 1. Širokopojasni filtar Slika 2. Frekventna karakteristika
širokopojasnog filtra
Na slici 2 frekvencija 1 odgovara donjoj graničnoj frekvenciji (visokofrekventna
komponenta):
dok frekvencija 2 odgovara gornjoj graničnoj frekvenciji (niskofrekventna komponenta):
Širina pojasa propusnosti (bandwidth) filtra definira se kao frekvencijski interval između
graničnih frekvencija:
ZADATAK I:
1. Sklopite NF filter prvog reda prema shemi (str. 81) i odredite njegovu frekventnu i faznu
karakteristiku.
2. Odredite graničnu frekvenciju g iz frekventne karakteristike i usporedite je s graničnom
frekvencijom dobivenom računom.
3. Usporedite vrijednosti pojačanja A i faze za frekvencije =g, <<g i >>g
dobivene računom i mjerenjem. Pojačanje A i fazu odredite iz izmjerene frekventne
karakteristike, a za graničnu frekvenciju uzmite onu dobivenu računom.
ZADATAK II:
1. Sklopite VF filtar prvoga reda prema shemi (str. 81) i odredite njegovu frekventnu i faznu
karakteristiku.
2. Odredite graničnu frekvenciju g iz frekventne karakteristike i usporedite je s graničnom
frekvencijom dobivenom računom.
3. Usporedite vrijednosti pojačanja A i faze za frekvencije =g, <<g i >>g
dobivene računom i mjerenjem. Pojačanje A i fazu odredite iz izmjerene frekventne
karakteristike, a za graničnu frekvenciju uzmite onu dobivenu računom.
ZADATAK III:
1. Sklopite uskopojasni filtar prema shemi (str. 82) i odredite njegovu frekventnu i faznu
karakteristiku.
2. Izračunajte vrijednost pojačanja u maksimumu propusnosti te pripadnu frekvenciju i
usporedite ih s vrijednostima očitanim iz mjerenjem dobivene frekventne karakteristike.
3. Usporedite vrijednosti pojačanja A za frekvencije <<g i >>g i faze za frekvencije
=g, <<g i >>g dobivene računom i mjerenjem. Pojačanje A i fazu odredite iz
izmjerene frekventne karakteristike.
ZADATAK IV:
1. Sklopite širokopojasni filtar prema donjoj shemi i odredite njegovu frekventnu i faznu
karakteristiku.
2. Izračunajte vrijednost pojačanja u maksimumu propusnosti te pripadnu frekvenciju i
usporedite ih s vrijednostima očitanim iz mjerenjem dobivene frekventne karakteristike.
3. Usporedite vrijednosti pojačanja A za frekvencije <<g i >>g i faze za frekvencije
=g, <<g i >>g dobivene računom i mjerenjem. Pojačanje A i fazu odredite iz
izmjerene frekventne karakteristike.
INVENTAR
Naziv Tip Količina
UREĐAJI I INSTRUMENTI
Generator funkcija Iskra MA 3737 1
Osciloskop Iskra MA 4072 1
Dvostruki stabilizirani ispravljač Iskra MA 4171 2
Elektronski voltmetar Iskra MA 3006 1
ELEKTRONIČKI ELEMENTI:
Operacijsko pojačalo A 741 2
Otpornik 100 k 2
Otpornik 51 k 2
Otpornik 1 kΩ 2
Kondenzator 10 nF 2
OSTALO
Spojna podloga
Spojne žice
4.7
2
OSCILATOR
VJEŽBA 5. Elektronički praktikum
TEORIJA I PRIPREMA:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Oscilator", stranice 91-100 (princip rada: povratna veza, Meissnerov
oscilator, modulacija VF titraja)
ZADACI I UPUTE ZA IZVOĐENJE:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Oscilator", stranice 91-100 (princip rada: povratna veza, Meissnerov
oscilator, modulacija VF titraja)
MULTIVIBRATORI
VJEŽBA 6. (dva turnusa)
Elektronički praktikum
TEORIJA I PRIPREMA:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Multivibratori", stranice 101-111 (bistabilni multivibrator, Schmittov
okidni sklop, monostabilni multivibrator, astabilni multivibrator)
ZADACI I UPUTE ZA IZVOĐENJE:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Multivibratori", stranice 101-111 (bistabilni multivibrator, Schmittov
okidni sklop, monostabilni multivibrator, astabilni multivibrator)
DIGITALNI KRUGOVI
VJEŽBA 7. Elektronički praktikum
TEORIJA I PRIPREMA:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Digitalni krugovi", stranice 113-124 (logički sustavi, logički krugovi, OR
krug, AND krug, NOT krug, NOR krug, NAND krug)
ZADACI I UPUTE ZA IZVOĐENJE:
D. Kotnik-Karuza, "Osnove elektronike s laboratorijskim vježbama":
Poglavlje "Digitalni krugovi", stranice 113-124 (logički sustavi, logički krugovi, OR
krug, AND krug, NOT krug, NOR krug, NAND krug)