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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
3/21
Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp
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 ,
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
4/21
Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
5/21
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
6/21
Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme
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:
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
7/21
Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
8/21
Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
9/21
Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp
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.
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
10/21
Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
11/21
Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
12/21
Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
13/21
Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp
49
Fig. 34
Fig. 34R
Se scriu legile lui Kirchhoff pentru cele trei ochiuri:
E2E2CE1CEC1CCC RIVVRIV
E2E2BE2BB2B2B RIVRIV
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
14/21
Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
15/21
Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp
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.
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
16/21
Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
17/21
Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp
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 :
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
18/21
Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme
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:
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
19/21
Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
20/21
Ovidiu Gabriel Avdnei, Florin Mihai Tufescu, Electronic - Probleme
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
8/10/2019 Tranzistoare Bipolare- Probleme Rezolvate
21/21
Capitolul 3 Tranzistoare bipolare i cu efect de cmp
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
Top Related