Pauluk M - Elektronika. Skrypt.pdf

(1625 KB) Pobierz
412096229 UNPDF
Spis treści
I.Wstęp..................................................................................................................................................4
II.Podstawowe wielkości fizyczne określające zachowanie układów elektronicznych ......................6
1.Prąd...............................................................................................................................................6
2.Potencjał i Napięcie......................................................................................................................6
4.Opór elektryczny...........................................................................................................................8
III.Podstawowe prawa przepływu prądu w obwodzie elektrycznym.................................................10
1.Prawo Ohma...............................................................................................................................10
IV.Źródło napięciowe ........................................................................................................................11
1.Łączenie źródeł napięciowych....................................................................................................11
2.Rezystancja wewnętrzna źródeł napięciowych...........................................................................13
3.Dopasowanie napięciowe...........................................................................................................14
V.Rezystor..........................................................................................................................................15
1.Moc wydzielana na rezystorze....................................................................................................15
2.Rezystancja zastępcza.................................................................................................................15
3.Połączenie szeregowe.................................................................................................................15
4.Połączenie równoległe................................................................................................................16
5.Połączenie mieszane...................................................................................................................19
VI.Kondensator..................................................................................................................................21
VIII.Układy RC..................................................................................................................................23
1.Układ RC całkujący....................................................................................................................23
(a)Odpowiedź czasowa na skok ...............................................................................................24
(b)Analiza częstotliwościowa – charakterystyki Bodego.........................................................28
2.Układ RC różniczkujący.............................................................................................................30
(a)Odpowiedź czasowa układu na skok napięcia......................................................................30
(b)Analiza częstotliwościowa – do uzupełnienia......................................................................34
IX.Układy RL.....................................................................................................................................36
1.Układ RL całkujący....................................................................................................................36
(a)Odpowiedź czasowa na skok napięcia..................................................................................36
(b)Analiza częstotliwościowa – charaktyerystyki Bodego.......................................................36
2.Układ RL różniczkujący.............................................................................................................36
(a)Odpowiedź czasowa na skok napięcia..................................................................................37
(b)Analiza częstotliwościowa – charakterystyki Bodego.........................................................41
X.Układy RLC – do uzupełnienia......................................................................................................43
XI.Linia dluga – do uzupełnienia.......................................................................................................44
XII.Złącze pn – do uzupełnienia........................................................................................................45
XIII.Dioda..........................................................................................................................................46
2.Dioda Zenera...............................................................................................................................47
(a)Podstawowy układ stabilizacji napięcia z wykorzystaniem diody Zenera...........................47
XIV.Optoizolacja................................................................................................................................51
XV.Optoizolacja cyfrowa..............................................................................................................51
XVI.Optoizolacja analogowa.........................................................................................................53
XVII.Tranzystor bipolarny .............................................................................................................57
1.Punkt pracy.................................................................................................................................57
5.Podstawowe układy polaryzacji..................................................................................................58
(a)Układ wymuszający stały prąd bazy....................................................................................62
(b)Układ polaryzujący stałym prądem bazy ze sprzężeniem emiterowym...............................63
(c)2007,2008 Mariusz Pauluk, 25. październik 2008 , wersja robocza nr 40. materiały pomocnicze do wykładów dla
studentów Katedry Automatyki - AGH,
str. 1
(c)Potencjometryczny układ polaryzacji tranzystora bipolarnego ...........................................64
6.Podstawowe układy wzmacniacza .............................................................................................65
(a)Wspólny Emiter – WE..........................................................................................................65
(b)Wspólna Baza – WB............................................................................................................66
(c)Wspólny kolektor – WC.......................................................................................................67
10.Wzmacniacz w układzie WE....................................................................................................67
(a)Rezystancja wejściowa w układzie ze zwartym rezystorem Re..........................................68
(b)Rezystancja wejściowa w układzie z rezystorem Re..........................................................68
(c)Rezystancja wyjściowa w układzie ze zwartym Re.............................................................70
(d)Rezystancja wyjściowa w układzie z rezystorem Re...........................................................71
(e)Wzmocnienie napięciowe w układzie ze zwartym rezystorem Re.......................................72
(f)Wzmocnienie napięciowe w układzie z rezystorem Re........................................................72
(g)Wzmocnienie prądowe w układzie ze zwartym rezystorem Re...........................................73
(h)Wzmocnienie prądowe w układzie z rezystorem Re............................................................74
11.Wzmacniacz w układzie WB....................................................................................................75
(a)Rezystancja wejściowa:........................................................................................................76
(b)Rezystancja wyjściowa.........................................................................................................77
(c)Wzmocnienie napięciowe ....................................................................................................77
(d)Wzmocnienie prądowe.........................................................................................................78
12.Wzmacniacz w układzie WC....................................................................................................79
(a)Rezystancja wejściowa.........................................................................................................80
(b)Rezystancja wyjściowa.........................................................................................................81
(c)Wzmocnienie napięciowe.....................................................................................................82
(d)Wzmocnienie prądowe.........................................................................................................82
13.Zestawienie porównawcze parametrów wzmacniaczy.............................................................84
14.Dolna częstotliwość graniczna..................................................................................................86
XVIII.Tranzystor polowy j-FET........................................................................................................89
XIX.Charakterystyka przejściowa.................................................................................................90
XX.Tranzystor j-FET z kanałem typu „n”................................................................................90
(a)Tranzystor polowy j-FET typu „p” - do uzupełnienia..........................................................91
XXI.Punkt pracy............................................................................................................................91
XXII.Wstęp do układów polaryzacji........................................................................................91
(a)Praktyczny układ do polaryzacji punku pracy tranzystora polowego j-FET........................93
XXIV.Podstawowe układy wzmacniaczy......................................................................................96
XXV.Wspólne Źródło – WS.....................................................................................................96
XXVI.Wspólna Bramka – WG.................................................................................................96
XXVII.Wspólny Dren – WD....................................................................................................97
XXVIII.Model małosygnałowy tranzystora polowego.................................................................98
XXIX.Wzmacniacz w układzie WS..............................................................................................98
(a)Rezystancja wejściowa.........................................................................................................98
(b)Rezystancja wyjściowa – Rs zwarte kondensatorem...........................................................99
(c)Rezystancja wyjściowa dla układu z rezystorem Rs............................................................99
(d)Wzmocnienie napięciowe dla układu WS bez Rs..............................................................101
(e)Wzmocnienie napięciowe dla układu WS z Rs..................................................................101
(f)Wzmocnienie prądowe w układzie ze zwartym rezystorem Rs..........................................102
(g)Wzmocnienie prądowe w układzie z rezystorem Rs..........................................................103
XXX.Wzmacniacz w układzie WG.............................................................................................104
XXXI.Rezystancja wejściowa................................................................................................105
XXXII.Rezystancja wyjściowa...............................................................................................106
(c)2007,2008 Mariusz Pauluk, 25. październik 2008 , wersja robocza nr 40. materiały pomocnicze do wykładów dla
studentów Katedry Automatyki - AGH,
str. 2
XXXIII.Wzmocnienie napięciowe..........................................................................................107
XXXIV.Wzmocnienie prądowe..............................................................................................108
XXXV.Dolna częstotliwość graniczna - do uzupełnienia......................................................109
XXXVI.Wzmacniacz w układzie WD.........................................................................................109
XXXVII.Rezystancja wejściowa............................................................................................109
XXXVIII.Rezystancja wyjściowa...........................................................................................110
XXXIX.Wzmocnienie napięciowe.........................................................................................110
XL.Wzmocnienie prądowe.....................................................................................................111
XLII.Zestawienie porównawcze parametrów wzmacniaczy.......................................................113
XLV.Wymiana wzmocnienia na pasmo...........................................................................................116
XLVI.Wzmacniacz operacyjny........................................................................................................119
1.Wtórnik napięciowy ................................................................................................................120
2.Wzmacniacz w układzie nieodwracającym fazę .....................................................................121
3.Wzmacniacz w układzie odwracającym fazę ..........................................................................123
4.Sumator ....................................................................................................................................127
5.Układ różniczkujący.................................................................................................................129
6.Układ całkujący .......................................................................................................................130
7.Element inercyjny drugiego rzędu ...........................................................................................130
9.Układ z histerezą ......................................................................................................................131
XLVII.Przerzutniki...........................................................................................................................133
1.Tranzystorowy przerzutnik bistabilny......................................................................................133
2.Tranzystorowy przerzutnik monostabilny................................................................................136
3.Tranzystorowy przerzutnik astabilny........................................................................................141
4.Uniwerslany multiwibrator – układ 555...................................................................................144
(a)Przerzutnik RS ...................................................................................................................144
(b)Wyjście sterujące ...............................................................................................................146
(c)Komparator.........................................................................................................................147
5.Przerzutnik astabilny z układem 555........................................................................................148
6.Przerzutnik monostabilny z układem 555.................................................................................150
L.Zasilanie układów elektronicznych – do uzupełnienia.................................................................156
LI.ZAŁĄCZNIK 1 ..........................................................................................................................157
1.Rozwiązanie liniowego, niejednorodnego równania różniczkowego metodą uzmienniania stałej
.....................................................................................................................................................157
(c)2007,2008 Mariusz Pauluk, 25. październik 2008 , wersja robocza nr 40. materiały pomocnicze do wykładów dla
studentów Katedry Automatyki - AGH,
str. 3
I. Wstęp
Niniejsze opracowanie jest wersją roboczą. Zawiera podstawowe informacje (które będą
sukcesywnie przez autora uzupełniane) z zakresu elektroniki analogowej, Materiał ten
przeznaczony jest dla studentów kierunku Automatyka i Robotyka.
Zakłada się znajomość: pola elektrycznego, transformaty Lapalace'a, metod rozwiązywania równań
różniczkowych.
Mnożniki
W elektronice ze względu na szeroki zakres stosowanych wartości często stosuje się mnożniki
skalujące liczby do wygodnej formy. Są to:
Symbol
Opis
Wartość
T
tera
10 12
G
giga
10 9
M
mega
10 6
k
kilo
10 3
h
hekta
10 2
dk
deka
10
dc
decy
10 -1
c
centy
10 -2
m
mili
10 -3
μ
mikro
10 -6
n
nano
10 -9
p
piko
10 -12
Tab. 1. Mnożniki
Przykład 1 Stosowanie mnożników
● 0,000001 A=1⋅10 −6 A=1A
● 1⋅10 −6 A=1000⋅10 −9 A⇒1A=1000nA
● 47 nF=0,047F
● 47 nF=47000pF
● 2,2 k=2200
● 1T=1000G
W elektronice nie używa się mnożników: h, dk, dc, c. Z formalnego punktu widzenia ich
stosowanie jest poprawne, ale autor nigdy nie spotkał się z wartością np. 2,2 hV (hekta Volt), taką
wielkość przedstawia się jako 220V. Najczęściej mnożniki tak się dobiera, aby przedstawiana
wartość nie miała więcej niż trzy cyfry przed przecinkiem.
W celu skrócenia długości zapisu liczb, często w miejscu przecinka wpisuje się mnożnik, np:
(c)2007,2008 Mariusz Pauluk, 25. październik 2008 , wersja robocza nr 40. materiały pomocnicze do wykładów dla
studentów Katedry Automatyki - AGH,
str. 4
412096229.001.png 412096229.002.png 412096229.003.png 412096229.004.png
● oznaczenie rezystora 2 k 2 oznacza wartość 2,2 k ,
● oznaczenie kondensatora 4 n7 oznacza wartość 4,7 nF .
(c)2007,2008 Mariusz Pauluk, 25. październik 2008 , wersja robocza nr 40. materiały pomocnicze do wykładów dla
studentów Katedry Automatyki - AGH,
str. 5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin