Elektornika II.

Příklad 1.2

Určete v zadaném schema zapojení obvodové veličiny klidového pracovního bodu zesilovače, pro parametry H_21e = 200 a U_BE = 0,7 V a proveďte můstkovou stabilizaci tranzistoru.

Řešení:  Pro obvod můžeme vytvořit náhradní schema. Pro stejnosměrné veličiny platí, že kondenzátor v obvodu se chová jako přerušený vodič ( R nabývá vysokých hodnot ).

Z uvedeného schema vyplývá: Pro proudy platí : IE = IC + IB  Vzhledem k tomu, že IC >> IB platí, že IE = IC    [ 1 ] Pro obvod kolektoru platí: UCC = RC IC+UCE+RE IE=RC IC+UCE+RE IC    [ 2 ] Pro obvod báze platí: UCC = RB IB + UBE + RE IE                            [ 3 ] Dále platí, že H21e = IC / IB                            [ 4 ]

 

Dosazením známých odporů a napětí do uvedených vztahů řešíme obvodové veličiny:

Z  [ 3 ] vyplývá  I_B = = = =7,5 A [ 5 ]

        I_C = H_21e. I_B = 200 . 7,5.10^-6 A = 1,5 mA    [ 6 ]          I_E = I_C + I_B =1,507 mA               [ 7 ]

Z  [ 2 ]     U_CE= U_CC  - R_C I_C  - R_E I_C  =10V -1000 . 1,5 mA - 220 .1,507 mA= 8,17 V   [ 8 ]

Tímto jsme zjistili klidový pracovní  bod zesilovače a můžeme přistoupit k řešení teplotní stabilizace tohoto bodu.

Činitel stabilizace se volí většinou S_e £ 0,1 což je desetkrát lepší než nestabilizované zapojení.

Pak       Rb* £ R_E =220W =220W.21,1= 4644W                            [ 9 ]

Dále zjistíme napětí  U_B0, které bude výsledkem navrhovaného děliče v můstkovém zapojení.

        U_B0 = R b*I_B + U_BE + R_E I_E = 4644W.7,5 A+ 0,7 V + 220W.1,507 mA=1,07 V     [ 10 ]

Pro napěťový dělič platí podle Theveniovy věty:

                                    U_B0 = U_CC.  = 1,07 V                      [ 11 ]

a vnitřní odpor                Rb* =  = 4644 W                          [ 12 ]

Toto jsou dvě rovnice o dvou neznámých a jejich vyřešením provedeme současně i návrh můstkového zapojení tranzistoru.

Do [ 11 ] dosadíme za U_CC a vypočteme Rb1

                     10.Rb2 = 1,07 Rb1 + 1,07 Rb2                                      [ 13 ]

                   1,07Rb1 =  8,93 Rb2

                          Rb1 =  8,35 Rb2                                                       [ 14 ]

Z  [ 14 ] dosadíme za Rb1 do  [ 12 ] a vypočteme Rb2

                         = 4644 W

                                   0,893 Rb2 = 4644 W

                                    Rb2 = 5200 W                                                 [ 15 ]

Volíme z řady rezistorů Rb2 =4k7 a dosadíme zvolenou hodnotu do      [ 14 ]

                             Rb1= 8,35. 4700 W = 39245 W                               [ 16 ]

Hodnotu Rb1 volíme 39 kW.

Tímto návrhem jsou stanoveny hodnoty rezistorů  můstkového stabilizovaného zapojení tranzistoru při čemž Ib zůstal zachován stejný, jako byl u původního nestabilizovaného zapojení. Za povšimnutí stojí značně nižší hodnoty  rezistorů.