METODY OBLICZANIA PUNKTU PRACY.pdf

(198 KB) Pobierz
Elek/Tr-pol/Obl-p_ pr
METODY OBLICZANIA PUNKTU PRACY: Fo-5s, 320kB
GRAFICZNE METODY WYZNACZANIA PUNKTU PRACY
A. .Filipkowski: Układy elektroniczne…
1. Układ zasilania TU ze stałym napięciem bramki
2. Układ zasilania TU z rezystorem źródłowym oraz dzielnikiem w bramce
3. Układ zasilania TU z rezystorem w obwodzie źródła
4. Złożony układ zasilania TU
1. Najprostszy układ zasilania TU ze stałym napięciem bramki
Rys. 3.8. Układ zasilania TU ze stałym napięciem bramki
W danym układzie znanym jest napięcie bramki U GS = E G , dlatego
przeprowadzamy tylko analizę obwodu wyjściowego. Równanie oczkowe obwodu
drenowego wg 2pK ma postać:
E D = U DS + R D I D ,
(3.8)
które może być przedstawione na charakterystykach jako prostą obciążenia o
nachyleniu R D na podstawie obliczeń następujących punktów:
1) I D =0; E D = U DS ; 2) U DS = 0; I D = E D /R D .
Punkt pracy Q znajduje się w punkcie przecięcia tej prostej z charakterystyką
U GS =E G .
Z rzutów linii z punktu Q na oś rzędnych i oś odciętych wyznaczamy wartości
prądu drenu I D i napięcia U DS w punkcie pracy.
* Dla tranzystora wzbogacanego wartość napięcia E G (przy kanale typu N) jest
dodatnia, dla zubożanego – ujemna lub zero.
1
780909699.021.png
2. Układ zasilania TU zawierający rezystor źródłowy oraz dzielnik w bramce
Rys.3.9. Układ zasilania TU z rezystorem źródłowym R S i z dzielnikiem w bramce (a)
oraz jego schemat zastępczy wg prawa Thevenina (b)
Twierdzenia Thevenina : Każdy obwód liniowy lub część schematu można zastąpić
przez źródło napięcia, które przedstawia sobą szeregowe połączenie źródła o SEM
E G i rezystancji wewnętrznej R w .
Dzielnik w bramce na podstawie TT zastąpimy schematem zastępczym
(Rys.3.9,c), w którym
2E D
R
E
E G = U G0 = V
D
G
5
;
2
R
2
R
2
G
G
c)
d)
2R
G
2R
R
z
G
Rys.3.9,c,d
Rezystancję źródła zastępczego R Z znajdujemy jako rezystancję na zaciskach
wyjściowych tego obwodu przy pominięciu źródeł w tym obwodzie:
R2
2
R
GG R
R
R Z =
G
2
R
2
G
G
2
780909699.022.png 780909699.023.png 780909699.024.png 780909699.001.png 780909699.002.png 780909699.003.png 780909699.004.png 780909699.005.png 780909699.006.png 780909699.007.png 780909699.008.png 780909699.009.png 780909699.010.png 780909699.011.png 780909699.012.png 780909699.013.png 780909699.014.png
Dla schematu z Rys.3.9,b układamy dwa równania oczkowe dla obwodu
wejściowego i obwodu wyjściowego.
U GS = E G – I D R S ( 1)
E D = U DS + I D (R D + R S ) (2)
Dla wartości R D +R S = 2kΩ, E D = 10V równanie (2) może być przedstawiono na
charakterystykach jako prostą obciążenia na podstawie obliczeń następujących
punktów:
E
D
3) I D =0; E D = U DS =10V; 4) U DS = 0; I D = mA
5
.
R
R
D
S
Na Rys.3.10,b przedstawiono przykładowe charakterystyki drenowe TU wraz z
prostą obciążenia. Punkty prostej obciążenia dla kolejnych napięć U GS i
odpowiadających im prądom drenu I D przerzutowano zatem na wykres
charakterystyk przejściowych I D – U GS , otrzymując charakterystykę roboczą.
Rys. 3.10. Charakterystyka przejściowa (a) i drenowa (b)
Równanie (1) przedstawiono na charakterystykach przejściowych Rys.3.10,a jako
prostą o nachyleniu R S =1kΩ na podstawie obliczeń następujących punktów:
U GS = E G – I D R S ( 1)
1) I D =0; U GS = E G = 5V; 2) U GS = 0; I D = E G /R S = 5mA.
Punkt pracy Q znajduje się na Rys.3.10,a w punkcie przecięcia tej prostej z
charakterystyką roboczą , a zatem przenosimy jego na charakterystykę roboczą na
Rys.3.10,b.
W punktach Q wyznaczamy: U GSQ = 3,3V; I DQ = 1,7mA; U DSQ = 6,5V .
3
780909699.015.png
 
3. Układ zasilania TU z rezystorem w obwodzie źródła
Przykład: Należy obliczyć rezystancje R S i R D realizujące punkt pracy I DQ = 1mA,
U DSQ = 5V przy założeniu E D = 10V, E G = 0. Charakterystyki statyczne tranzystora
zubożanego przedstawiono na Rys.3.11,a,b.
Rys. 3.11. Charakterystyki tranzystora obliczanego w przykładzie
Rys.3.11,c.Schemat układu zasilania TU z
rezystorem R S w obwodzie źródła
ROZWIĄZANIE:
Dla schematu z Rys.3.11,c układamy dwa
równania oczkowe dla obwodu bramki i źródła:
U GS = – I D R S
( 1)
E D = U DS + I D (R D + R S ) (2)
Na charakterystykach z Rys.3.11,b łączymy punkt pracy Q (I DQ = 1mA, U DSQ = 5V)
z punktem U DS = E D =10V na osi odciętych, otrzymując prostą obciążenia R S + R D .
Przy tym w punkcie pracy y można wyznaczyć:
R S + R D = U DSQ / I DQ = 5V/1mA = 5kΩ. (3)
Zatem punkty prostej obciążenia z Rys.3.11,b wspólnie z punktem pracy Q
przerzutowano do charakterystyk wejściowych I D – U GS na Rys.3.11,a.
4
780909699.016.png 780909699.017.png
Z rzutu punktu Q na oś odciętych wyznaczamy U GS Q = -1,5V. Po podstawieniu
wartości U GSQ do wzoru (1) można wyznaczyć R S :
R S = U GSQ /I D = 1.5V/1mA= 1,5kΩ. (4)
Ze wzoru (3) znajdujemy R D = 5kΩ – 1,5kΩ = 3,5 kΩ. (5)
2. ZŁOŻONY UKŁAD ZASILANIA TU
z zastosowaniem rezystora łączącego dren z bramką. Zakładając, że R 1 +R 2 >>R D
można pominąć wpływ prądu płynącego przez rezystancję R 1 .
Rys.3.12. Złożony układ zasilania TU
Równanie oczkowe dla odwodu bramki:
R
2
U
E
I
R
R
I
GS
D
D
D
s
D
R
R
1
2
(1)
R
R
2
2
E
I
R
R
D
D
S
D
R
R
R
R
1
2
1
2
Równanie oczkowe dla obwodu drenu:
E D = I D (R D + R S ) + U DS (2)
* Na podstawie wzoru (2) można zbudować prostą obciążenia na
charakterystykach drenowych.
* Ze wzoru (1) wynika, że prosta na charakterystyce roboczej I D -U GS przecina oś
R E
2
odciętych w punkcie U GS =
(przyjmując I D = 0).
D
R
R
1
2
* Układ umożliwia uzyskania najlepszej stałości punktu pracy.
5
780909699.018.png 780909699.019.png 780909699.020.png
 

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin