Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Układ wzmacniający z 4 tranzystorami - jak liczyc?

brzoskwin 26 Lis 2004 20:20 1938 7
  • #1 26 Lis 2004 20:20
    brzoskwin
    Poziom 15  

    Witam, mam problem z rozwiazaniem zadania ( jest to czesc projektu) na przedmiot Uklady Elektroniczne. Zadanie jest w załączniku i tam też rysunek układu i dane. Strasznie on dziwny i dlatego nie za bardzo wiem co robic :( Jest tam lustro i jeszcze 2 tranzystory.
    Bede wdzieczny za wszelka pomoc, a najbardziej za jakis algorytm co mam robić, i jak. Generalnie chodzi mi o punkty 1, 2, 3 i 6, bo pspice'a mam obcykanego.
    A za rozwiazanie tych punktów bede NIEWYOBRAZALNIE wrecz wdzieczny :P

    W razie co mam Nosala i Filipkowskiego, ale ni w ząb nie wiem jak to co tam jest dostosować do tego projektu.
    Licze na Waszą pomoc.
    Dzieki...i pozdro...

    0 7
  • #2 28 Lis 2004 17:47
    brzoskwin
    Poziom 15  

    No, kurcze, nikt nie wie jak to zrobic?
    Moze jakis algorytm chociaż zapodacie?
    A to opis tych tranzystorków jak komus bedzie potrzebny:

    .model Q2N3904 NPN(Is=6.734f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=74.03 Bf=416.4 Ne=1.259
    + Ise=6.734f Ikf=66.78m Xtb=1.5 Br=.7371 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=1
    + Cjc=3.638p Mjc=.3085 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=4.493p Mje=.2593 Vje=.75
    + Tr=239.5n Tf=301.2p Itf=.4 Vtf=4 Xtf=2 Rb=10)
    * National pid=23 case=TO92 88-09-08 bam creation
    *
    .model Q2N3906 PNP(Is=1.41f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=18.7 Bf=180.7 Ne=1.5 Ise=0
    + Ikf=80m Xtb=1.5 Br=4.977 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=2.5 Cjc=9.728p
    + Mjc=.5776 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=8.063p Mje=.3677 Vje=.75 Tr=33.42n
    + Tf=179.3p Itf=.4 Vtf=4 Xtf=6 Rb=10)
    * National pid=66 case=TO92 88-09-09 bam creation

    POMOCY!!!!!

    I jeszcze pytanko do moderatrów, jeszcze kiedy zakladalem temat moglem edytowac swoj post, teraz juz nie, co jest grane?

    0
  • #3 29 Lis 2004 01:46
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Obliczenie punktu pracy

    No więc tak, po pierwsze trzeba znać bety tych tranzystorów w przybliżonych punktach pracy:

    T3: Ic3=(Ucc-Ube3)/R1, Uce=Ube3

    T4: Ic4≈Ic3, Uce=Ucc-(Ucc/2)-Ube2 (z warunku na 7.5V na wyjściu)

    T1: Ic1≈Ic4, Uce=(Ucc/2)+Ube2

    T2: Ic2≈(Ucc/2)/(R2||(R3+R4)), Uce=(Ucc/2)

    Z modelowania tranzystorów na Circuit Makerze (normalnie trzeba by zmierzyć te parametry dla fizycznych tranzystorów) wyszło mi, że:

    β3=110, Ube3= 0.64V dla (Ic=2.39mA, Uce=0.65V)
    β4=123, Ube4= 0.64V dla (Ic=2.39mA, Uce=6.85V)
    β1=137, Ube1= 0.67V dla (Ic=2.39mA, Uce=8.15V)
    β2=116, Ube2= 0.64V dla (Ic=825uA, Uce=7.5V)

    Bety wirtualne i Ube mierzysz w układzie (zachowując stosowną biegunowość):

    Emiter tranzystora - masa
    Kolektor źródło napięcia Uce w przybliżonym punkcie pracy
    Baza źródło prądowe

    wykonujesz analizę dc przestrajając źródło np. od 1 uA do 500uA co 1uA

    Z otrzymanych wyników otrzymujesz Ube=f1(Ib) i Ic=f2(Ib)

    szukasz dla jakiego Ib masz żądany prąd kolektora i obliczasz

    β=Ic/Ib a z drugiej charakterystyki napięcie Ube

    Wartości otrzymane mogą się różnić, bo nie jestem pewny czy mamy dokładnie te same modele tych 2Nów

    ----------------------------------------------------------------------------------

    Teraz mamy tak:

    Minimalna rezystancja w emiterze T2 to R2||R3 przy założeniu wstępnym, że R4=0

    Czyli Re2min=10k||100k=9.09k

    Z założenia, że Uwy=7.5V mamy prąd emitera T2:

    $$Ie_2=\frac{Uwy}{Re}=\frac{7.5V}{9090}=825uA$$

    prąd bazy

    Ib2=Ie2/(β2+1)=825 uA/117=7.05uA

    Lustro prądowe:

    I(R1)=(Ucc-Ube3)/R1=(15-0.64V)/6000Ω=2.393 mA

    I(R1)=Ic3+Ib3+Ib4=(β3+1)*Ib1+Ib2

    przyjmujemy upraszczające założenie, że Ib3=Ib4, bo Ube3=Ube4

    czyli

    I(R1)=(β3+2)*Ib3 =111*Ib3

    Ic4=β4*Ib4=I(R1)*β4/(β3+1)=2.393mA*123/(110+1)=2.651mA

    Ic1=Ic4-Ib2=2.651mA-0.00705mA=2.644mA

    Ib1=Ic1/β1=2.644mA/137=19.3uA

    Równanie na Ib1

    Ib1=((Ucc/2)-Ube1)/(R3+R4) z tego mamy, że

    R4=((Ucc/2)-Ube1)/Ib1)-R3

    R4=(7.5V-0.67V)/19.3uA-100kΩ=253.9 kΩ

    Z symulacji układu wyszło 260k, dla którego uzyskałem 7.5V na emiterze T2 czyli błąd określenia R4 wynosi 2.4%.

    Mając R4 wyliczamy rzeczywiste Ie2

    Ie2=7.5V/(10k||354k)=7.5/9725=771uA
    Ic2=Ie2*β2/(β2+1)=764uA

    Nie wiem w czym był problem ?

    Rezystancję wejściową wzmacniacza można zwiększyć przez wstawienie rezystora w emiterze T1 (zmieni się jego Uce i związany z tym dopuszczalny zakres zmian napięcia zmiennego na jego kolektorze).

    0
  • #4 29 Lis 2004 19:47
    brzoskwin
    Poziom 15  

    Dzieki wielkie. Jestem pod wrażeniem. Mam, a wlasciwie mialem [ dzieki Tobie ] z tym problem, bo jestem taki poczatkujacy rozwiazywacz zadanek z elektroniki i jeszcze nie wszystko kapuje co, jak i gdzie. W kazdym razie bardzo mi to sprawe rozjaśniło.
    Natomiast mam pytanie co do tych czestotliwości granicznych, bo mysle że z tymi wzmocnieniami to sobie poradze. Mianowicie, czy chodzi tu o odciecie poprostu wyjscia i policzenie tego ze f=1/t i t=RC , gdzie RC to co nam wyjdzie z "widzenia ukladu z puntów odciecia" :P ? Czy czegoś nie kapuje? Ewentualnie: czy czegoś bardzo mocno nie kapuje?

    0
  • #5 29 Lis 2004 20:23
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Co do liczenia wzmocnień to trzeba policzyć gm dla T1 i impedancję źródła (lustra) prądowego daje ono większą rezystancję niz zwykły rezystor w kolektorze przy zachowaniu prądu kolektora i zakresu zmian napięcia Uce1.

    częstotliwości graniczne od dołu pasma wynikają z pojemności na wejściu i wyjściu oraz rezystancji na wejściu i wyjściu.

    Wzór

    fd=1/(2*π*R*C) dla 3dB (do 0.707) spadku wzmocnienia.

    Ponieważ obwody RC na we i wy są rozdzielone i nie wpływają na siebie to rozpatruje je się oddzielnie i potem powstaje charakterystyka dwubiegunowa (iloczyn), z której można wyznaczyć częstotliwość dla której wzmocnienie spadnie o 3 dB.

    Częstotliwości górne wynikają z pojemności w tranzystorach (w tym układzie najniższą górną częstotliwość graniczną ma T1 w układzie wspólnego emitera. Wtórnik na T2 ma tą częstotliwość dużo wyżej.
    Nie wiem jak zmienia się z częstotliwością impedancja tego lustra prądowego stanowiąca "oporność kolektorową" dla T1.

    0
  • #6 29 Lis 2004 21:24
    brzoskwin
    Poziom 15  

    Dzieki, dzieki, jakoś to wszystko spróbuje poskładac do kupy i zrozumieć. Zobaczymy co z tego wyjdzie. Mam nadzieje, że jednak COŚ :D
    Jeszcze raz dzieki i pozdrawiam...

    0
  • #7 01 Gru 2004 15:17
    brzoskwin
    Poziom 15  

    Mam jeszcze jedną prosbe...
    Moglbys mi powiedzieć dokładnie co mam począć, o ja biedny, z tymi wzmocnieniami w zakresie średnich czestotliwości, no i jak Ci sie bedzie chciało to i z tymi czestotliwosciami? Bo jakas marskość mózgu mnie naszła na dobre...:(
    Thx.

    Ps. To jest pierwsze takie zadanko w semestrze, do tej pory była sama teoria [ a jesli robil przyklad na tablicy, to na ogół z 1 tranzystorem i opornikiem,dlatego nie do końca to wszystko obczajam], a teraz wymaga takie cuda...:D Jakbys mogł to napisz cosik jeszcze... Pliz.

    0
  • #8 05 Gru 2004 13:10
    brzoskwin
    Poziom 15  

    No dobra, z moich nocnych prób powychodziło co następuje:
    ku=30, kus=9,2
    ki=136, kis=92
    kps= 3385,
    [ co imho jest troszke absurdalne, ale patrzyłem sie na te równania i na układ jak głupi i błędów typu C=100000F :P:P nie wyłapałem ] natomiast częstotliwosc graniczna dolna wyszła około 16 Hz i mam dziwne uczucie, że coś jednak spie...mi nie wyszło :D tak jak powinno. Czy może jednak to jest to?

    0