Dispozitive Electrice

Sorin POHOATA Adrian GR,AUR

DISPOZITIVEELECTRONICE

$t ELECTRONTCAANALOGICA

Editura Universitäti i Suceava2007

Descrierea CIP a Bibliotecii Nationale a RomänieiPOHOATA, SORTN

Dispozitive electronice gi electronicäanalogicä : aplicalii i Sorin Pohoa[ä, AdrianGraur - Suceava, Editura Universitätii dinSuceava, 2007

Bibliogr.tsBN 978-973-666-260-7

l. Graur, Adrian

621.38

Cuprins

Referen!i gtiin{ifici:Prof. dr. ing. GavTiITODEREAN

_ Universitatea Tehnicä Cluj-NapocaI Prof. dr. ino. Valentin POPA

r*iv.,,$tefan cel !\ßare

CUPRINS

Prefa!ä"..

1. Dioda semiconductoare................

2. Dioda Zener. Stabilizatorde tensiune cu diodä Zener-..

3. Redresoare monofazate cu diode semoconductoare'...........'.

4. Caracteristicile statice ale unui TB in conexiune emitor comun..... .....'

5. P olarizareatranzistoru lu i bipolar... . . .

6. Parametrii h ai tranzistorului bipolar....

7. Repetor pe emitor......

8. Amplificatoare cu tranzistoare bipolare

9. Tranzistoare cu efect de cämp,......

10. Aplica[ii ale TEC........ ....."...... .'.'.'.'

1 1. Dispozitive optoeleclronice............... .. ..... ..... .....

1 2. Studiul tinstorului......

1 3. Studiul dispozitivelor multijonc{iune - diacul 9i triacul........

14. Stabilizator serie de tensiune..

15. Circuite de alimentare

1 6. Prezentarea 5i testarea dispozitivelor semicond uctoare utilizate

in aplicaliipractice......... ...' 89

17. Diode semiconductoare - probleme................... .....'.".. 100

18. Tranzistoare bipolare - probleme... .....'..'. 104

19. Polarizarea tranzistoarelor bipolare - probleme... .. '.'.'. 113

20. Modelarea funclionärii tranzistorului bipolar la semnal mic......""..... 122

21. Anexä..... .....'..' 133

Biblioorafie... ,,...,..' 144

1

I15

22

26

33

38

43

51

J/

ol

68

72

82

S t.} $ EAVAßIBI*IÖTEQA

Coperia: Conf.dr. Evelyn GRAUR

.".,,ti,1'; -\#i!J' iDiiuilunivi?)iiaiii_ä )ucava

ill

Prefalä

PREFATA

Aplica!iile legate nemijlocit de dispozitivele electronice si electronicaanalogicä igi asociazä in prezent, intr-o mäsurä tot mai mare, divörse sectoarecare produc, prelucreazä gi oferä diverse sisteme electronice, antrenänd in sensbiunivoc atät cercetarea cät qi educatia.

Progresele inregistrate in "lumea electronicii", sunt considerate pe bunädreptate uimitoare 9i cu greu se pot gäsi exemple comparalive in spatiul tehnic.Färä evolu{ia electronicii gi "lumea calculatoarelor" ar fi fost cu siguran!ä maisäracä.

Aceste progrese se bazeazä pe valorificarea in practica inginereascä acunogtin{elor oferite de fizicä. Astfel, cititorul igi poate reimprospäta cunogtintelede electricitate gi componente pasive de circuit cu ajutorul anexei prezentate lasfärgitul cä(ii.

Fiecare aplica{ie in parte prezintä o abordare teoreticä, generalä, cuprezentarea clarä gi succintä a solufiilor de ansamblu, urmatä de partea dedesfägurare practicä ce abordeazä diverse scheme electronice particulare, carese pot modifica in funclie de dotarea laboratorului gi de evolufia dispozitivelor 9icircuitelor. o astfel de

'abordare esle foarte flexibilä gi modernä permitänd

utilizarea cärtii pe o perioadä de timp mai mare.Din volumul foarte mare de cunogtinle, s-au selectat aplicaliile cele mai

lmportante pentru o infelegere facilä gi corectä a problematicii abordate gi penlrrrdobändirea de cätre cititor a unor cunogtin{e de bazä, strict necesare oricäruiinginer de profil electric sau neelectric. Din acest punct de vedere, acoasllilucrare poate fi utilizatä in detaliu de studen!ii specializärilor: Electrorricä,Automaticä, calculatoare, sisteme electrice, Energeticä industrialä, Mecatronicäsau Utilaje 9i instalalii de proces gi utilizatä partial de studen!ii specializärilor:Tehnologia construcfiilor de magini, lnginerie industrialä, Inginerie economicä,Ingineria gi managementul calitälii sau Ingineria gi protectia mediului.

Pentru inlelegerea problematicii prezentate, fiecare capitol se incheie cuintrebäri sau probleme menite sä fixeze cunogtintele respective. De asemenea,ultimele patru capitole sunt rezervate problemelor care analizeazä func{ionareacircuitelor electronice, punänd in evidentä utilizarea modelelor de circuit aledispozitivelor electronice.

Prezenta lucrare este rezultatul imbinärii dintre experienla electronicä,proprie autorilor, cu experienta didacticä, dobänditä de autori in activitatea custudenfii pe parcursul a mai multor ani.

ln scopul desfägurärii aplicatiilor in condifii optime, este necesar sä serespecte urmätoarele indicafii:

- sä se parcurgä in prealabil materialul teoretic prezentat la flecare aplicafiegi sä se studieze cu atentie modul de lucru;

- studenlii vor efectua singuri conexiunile necesare fiecärei aplicatii delaborator, folosind machetele gi aparatele de mäsurä de pe masa delucru;

Ittrrl;tli

- [)uncrr)a sub lensiune se va face numai dupä verificarea conexiunilor decätrc caclrul didactic care conduce activitatea de laborator;

- studenlii vor selecla gamele de mäsurä ale aparatelor in concordantä cuvalorile märimilor mäsurate, pentru a putea efectua mäsurätorile indicalein aplicatia de laborator,

- studenlii vor nota rezultatele experimentale culese, vor prelucra dateleoblinute (calcule, tabele, reprezentäri grafice) gi vor desena formele deundä vizualizate pe osciloscop.

Deoarece toate lucrärile de laborator necesitä alimentäri de lare{eaua de c.a. 220 V 50 Hz, trebuie respectate cu strictele normele deprotectia muncii:

- aplicaliile de laborator se vor desfägura numai sub conducerea gisupravegherea unui cadru didactic;

- nu se vor atinge cu mäinile pärtile neizolate ale circuitelor ce lucreazä cutensiuni mai mari de 24 V gi nu se vor atinge concomitent douä puncternetalice aflate la poten{iale diferite;

- nu se vor face conexiuni, in interiorul machetelor in timpul funclionärii, cicloar cu alimentarea opritä;

- in cazul apariliei unor anomalii in regimul de funclionare al machetelorsau echipamentelor de laborator, se va intrerupe imediat alimentareapostului de lucru, comunicändu-se cadrului didactic cele constatare.Autorii doresc sä adreseze multumiri tuturor celor care i-au sprijinit sau

prin räbdarea 9i intelegerea de care au dat dovadä, au fäcut posibilä elaborareaacestei lucräri.

Autorii

9rrr:cav;r, scpternbrie 2007

lJrrrrlir scmiconductoare

1. DIODA SEMICONDUCTOARE

1.1. Obiectivele lucrärii

- familiarizarea cu caracteristica staticä a jonc{iunii p-n (dioda

semiconductoare);- determinarea valorilor elementelor ce intervin in modelele de regim static

gi dinamic ale diodei semiconductoare;- observarea influentei temperaturii asupra caracteristicii statice a diodei

semiconductoare,- prezentarea principiului de funclionare al ohmmetrului gi verificarea unor

diode semiconductoare prin mäsurarea rezlstenlei electrice in conducfiedirectä gi inversä.

1.2. Considera(ii teoretice

1.2.1. GeneralitäliDloda semiconductoare fionctiunea p-n) este un dispozitiv electronic

fundamental foarte utilizat in realizarea circuitelor electronice, datoritä multiplelorroluri funcfionale: redresarea curentului alternativ, detectia semnalelor modulatein amplitudine sau frecven!ä, proteclia termicä a unor circuite, comutarea unorelemente de circuit etc.

Utilizärile variate ale diodei semiconductoare se datoreazä caracteristiciisale neliniare (figura 1.1), cät gi proprietälilor sale de dispozitiv unidireclional(permite trecerea curentului intr-un singur sens).

Figura 1 1

I )to(l;t sorniconductoare

Dioda semiconductoare este un dispozitiv erectronic cu douä termrnare _lnod (A) 9i catod (K).Pentru tensiuni apricate cu prusur pe anod gi minusur pe catod (figuraI ?rr), dioda se aflä in conductie directä gi permite tfecerea unui curent rerativ

n|lf rc care vartazä aproximativ exponential cu tensiunea aplicatä la borne. pentrularrsiuni aplicate cu prusur pe catod gi minusur pe anod (figura 1.2b), dioda se afläirr conducfie inversä gi curentul care trece estä foarte ri.riä, putänoi,-r" .onrio"r,/uro

Uo

A /:_I\ K- t >-----:U1

o r--\

Figura 1.2

se observä cä dioda poate fi consideratä ca fiind un bun comutator,avänd o rezisten.tä foarte mare in conduclie inversä, in cur"nt ;;nti;;, rezrstenta

TTrliodei este R-'d

Id

Pentru a intra in conduclie, o diodä semiconductoare trebuie poranzatäclrrect, cu o tensiune minimä (numitä tensiune de prag up) a cärei varoare depinde(le semiconductorul din care este realizatä dioda. Astfel, pentru diodele cu(|ermaniu tensiunea de prag este cuprinsä intre 0,2...0,4 V, iai pentru diodele cusiliciu tensiunea de prag ia varori cuprinse intre 0,6...0,g v. La cregterea tensiuniipeste varoarea de prag, curentur prin diodä va cre$te exponentiar cu varoareaacesleta,

1I ensrunrte aptrcate unei diode nu pot depägi anumite limite. in conduciie

directä curentul prin diodä ar cre$te foarte murt gi puterea disipatä p; ;1il;lt, = LIu Io ar depägi puterea disipatä admisibirä {. , dioda distrugändu-se

lermic in conductie inversä pentru U; prea mare (in valoare absolutä), dioda sesträpunge, curentur prin ea cregte brusc ai necontrorat (regiunea pündatä dinfigura 1), dioda putändu-se distruge, dacä äcesta nu este limitat de o rezistentä::rl:,-.,^t?riq.räl.V3loarea U"1, a tensiunii U6 la care se sträpunge OioOa esiespecrtrcata de tubricant, in cataloagele de producätor gi nu tieouJe depä9itä intimpul funclionärii.

Degi caracteristica diodei este profund neriniarä, pentru foarte murteaplicafii ea-poate fi aproximatä ca liniarä pe portiuni, aga cum este prezentatä infigura 3a. Panta dreptei ce aproximeazä caracteristica, tgo, este egarä cu panta

tangentei la caracteristicä m = *!, t, punctut in care se face aproximatia.du.,

Punctul in care acestä dreaptä intersecteazä axa tensiunrlor este lensiunea Up dedeschidere a diodei.

2

Dioda semiconductoare

consideränd caracteristlca din figura 1.3a pentru diodä, se poate inlocuidioda cu un circuit eclivalent (figura 1.3b) care se numeste model static liniarizatal diodei semiconductoare. in acest caz modelul D, este o diodä idealä. U' esie

tensiunea de deschidere, iar q = I uut" rezistenta diodei, unde U1 este,Id

( -- kr)tensiunea termicä I U" =: l.

[' q)

ä-E-lFJr_--5ab

Figura 1.3

in regim variabil de semnal mic comportarea diodei este datä numai derezlstenla r, care constituie 9i modelul de semnal mic ai joasä frecventä al diodeisemiconductoare.

Diodele de micä gi medie pulere se incapsuleazä in material plastic sausticlä, catodul fiind marcat cu unul sau mai multe cercuri colorate. Diodele deputere au capsulä metalicä, forma capsulei permi!änd fixarea diodei pe unradiator utilizat pentru räcire.

Dacä marcajul este^gters, se identificä terminalele anod gi carod prinmäsurätori cu ohmmetrul. in sensul in care dioda prezintä rezistenlä micäaceasta este polarizatä direct gi terminalul legat la "plusul" ohmmetrului rrstcanodul diodei. De remarcat, cä in cazul folosirii unui multimetru, in turrcliorruroirca ohmmetru polaritatea bornelor este inversatä,

iSchema electricä a unui ohmmetru este prezentatä in tigrrra 1 4Instrumentul de mäsurä indicä valoarea curentului dtn oit(irltl. r,irtrr

t;

l{,, r l{ ,,

UpDr

depinde de valoarea rezisten{ei necunoscute R,, prin relatia: I

Dependen{a Rx(i) fiind de inversä propo(ionalitate, rorrrlr{r rkruAproprietäti ale scalei ohmmetrului: este neliniarä 9i are zeroul in dreaplrr

cu ajulorul potentiometrului Rp se regleazä curentul nr.rxrlil lrilrlinstrumentul de mäsurä (pentru Rx = 0, Iru, = E/Rp), realizänc1tr-srr rr:.llr,l

[ )tr rtlir sr:tlticot)ducloare

c:alibrar()a ohrnrlelrului (reglarea zeroului). in acest fel este posibilä folosireaaceleiagi scale pentru toate gamele de mäsurä.

Figura 1.4

irttr-adevär, clacä doträ game au lmur2 = Il . lp6y1, und€ 1p211 = E/Rp1 gi lp3y2

= E/R1,,, alrrrrci R1,1 = n.Rr,:,$i cele douä rezistente R11 gi Rx2, care dau aceeagirlcvur{ir,pc} c(}lc tlorrii garne (1.,= n. l,) vorfi in raportul:


mai mici de 1 mA. Se vor citi valclrile lui U1 pentru curenlii 16 notali in tabelul1.2.

Figura '1.5

3. Se observä influenta temperaturii asupra caracteristicii statice a diodei,utilizänd stalia de lipit la o temperaturä de 300oC. Astfel, pentru lo= 10 mA seva pune in contact direct värful statiei de lipit cu un terminal al diodei timp de30 s. Se citesc valorile lui U6 gi 16, inainte Si dupä incälzire. Se completeazätabelul 1.3.

Tabelul 1.3

4. Pentru trasarea caracterisiicil in conduclie inversä se inlocuiegte rezistenlade 330 Q cu alta de 1 K0 gi se inverseazä pozifia diodei. Voltmetrul seconecteazä in pozitia 1. Se flxeazä E = 0, voltmetrul pe gama de 25 V $imiliampermetrul pe gama de 50 pA. Se modificä E de la 0 la 24 V gi secompleteazä tabelul 1.4.

It,,r _ 1,./tl

It .. li.lt ,

adicäR11 =n Rxz

t)Nr,,'-- - tl

r)t\,

Dcci irrairrlea ctectuärii unei mäsurätori cu ohmmetrul trebuie reglat,,zcroul" aparalrrlui prin scurtcircuitarea testerelor de mäsurä (Rx = 0) ;i ajustareavalorii ltri R1 . Rcglajul lrebuie refäcut la trecerea dintr-o gamä in alta.

1.3. Modul de lucru

1. se vor mäsura rezistentele unor diode cu Ge gi si in conduc{ie directä giinversä, pe toate gamele ohmmetrului. Rezultatele obtinute se noteazä intabelul 1 .1 .

Tabelul 1.1

Rt0Gama Directx'1

x 10

x 100x 1K

Germanitr

2. Se realizeaza rllonl,rilrl rlirr lirlrrra 1.5 pentru trasarea caracteristicii diodei incortduclie dtroclil ltt, lrxcrrzli E = 0, miliampermetrul pe gama de 25 mA gi

vollmetrttl trrc (lirnr;t rlt' 1 V Vollnrelnrl va fi coneclat in pozi!ia 1 pentru curen{i

A

Invers

Tabelul 1.2

Tabelul 1.4

Dioda scttttr:of l(,u(jloil c

5. Proba de incarzire pentru conductia inversä se efectueazä pentru U, = 2 V inac,eleagi condilii ca la conduclia directä. Rezultatele oblinute se trec in tabelul1.5.

Tabelul 1.5

1 .4. Confinutul referatului

1. Tabelele cu datele experimentale.2 se traseazä pe aceragi grafic caracteristicire ceror douä diode (ca in figura

1 1).3 Se calculeazä rezistentele de c.c (R = U6/16) gi de semnal mic (r, = dUo/dlo) alediodelor in punctere 16.= 1 mA, 10 mA gi 2o mA. pentru acereagi functe se

determinä tensiunea de prag up, prerüngind tangenta ra caratteristicä inpunctul considerat pänä cänd intersecteazä axa absciselor. Rezurtatereobtinute se trec in tabelul nr. 1.6.

Tabelul 1.6


7 ' care sunt avantajere utirizärii dioderor cu si fatä de cere cu Ge?

lndicati dacä urmätoarele afirmalii sunt adevärate, argumentänd räspunsurire:

8. o diodä realizarä din si, porarizatä cu,,+" pe anod cu o tensiune de 0,35V este polarizatä direct gi ,,deschisä',.9. curentul 16 printr-o diodä cu si, scade exponenfiar cu tensiunea apricatädirect.

10. in conduclie directä, dioda cu si are rezistenlä foarte micä (zecimi deohm).

1'1 . Deoarece dioda este o componentä unidireclionarä, anodul este situat instänga catodului.

12. Dioda semiconductoare se poate mäsura cu voltmetrul (anaiogic saudigital).

13. Dacä aparatul de mäsurä indicä ,,0", ra verificarea unei diodesemiconductoare, atunci dioda este intreruotä.l4 Tensiunea de sträp-ungere a dioderor cu si arevaroarea de 220 v.

15. In regiunea polarizärii inverse, caracteristica unei diode semiconductoareeste liniarä.

4. Se determinä puterire disipate pentru cere douä diode, corespunzätorpunctului 2 al modurui de lucru. se reprezintä grafic depend"nl. po j(ro).

1.5. Evaluarea cunogtinfelor

1. Utilizärile diodei semiconductoare.2. care sunt conditiire necesare ca o diodä semiconductoare sä intre in

conductie?

I in ce conditii s-ar putea produce sträpungerea ciiodei?4 Notati in ce constau fenomenere frzice care produc sträpungerea diodeisern icond uctoa re.

5 Precizati valorile tensiunii de deschidere (de prag) pentru diodele cu Ge gisi.

6 Argumenländ räspunsul, precizali starea de conduclie a unei diode cu Si,dacä lensiunea de polarizare este mai rnicä decät tensiunea decleschidere

fi

l )tor l,r .1rnr,r. Stabilizator cu diodä Zener

2. DIODA ZENER. STABILIZATOR DE TENSIUNE CUDIODA ZENER


- familiarizarea cu caracteristica diodei Zener;- cunoagterea modelului echivalent al diodei Zener,- studiul unui stabilizator de tensiune - aplicatie directä a diodei Zener:- determinarea principalilor parametri ai unui stabilizator de tensiune cu

diodä Zener.

2. 2. Consideratii teoretice

2.2,1. GeneralitäliDioda Zener este o diodä de construclie specialä, capabilä sä functioneze

irr rer;iunea de sträpungere färä a se distruge. in comparalie cu diodaserniconductoare, la care sträpungerea are ca efect distrugerea iremediabilä ajonctiunii, la dioda stabilizatoare are loc o sträpungere nedistructivä. Aceastästräpungere este caracterizatä de o cregtere puternicä a curentului invers prrndiodä 9i menlinerea aproximativ constantä a tensiunii inverse la terminalelediodei.

sträpungerea unei diode semiconductoare se produce prin unul din

;dg5nätoarele mecanisme:

Qi qultiolicarea in avalansä - fenomen ce se produce pentru intensitäfi mari alecämpului electric in regiunea de tranzilie a jonctiunii (tensiuni la borne marmari de 8 V); electronii accelerafi de cämp acumuleazä suflcientä energiepentru ca prin ciocnirea cu atomii retelei cristaline sä producä ionizareaacestora, adicä eliberarea altor electroni care, la rändul lor, provoacä noiionizäri etc.

O efectul tunel (Zener) - fenomen ce se produce pentru tensiuni la borne marmici decät 5 V gi care se explicä^luänd in consideralie comportarea dualäundä - corpuscul a electronilor. in esentä fenomenul consiä in trecereaelectronilor prin regiunea de tranzilie a jonctiunii p-n, chiar dacä au o energremai micä decät cea necesarä depägirii barierei de potential.

Pentru tensiuni la borne cuprinse intre 5 V gi g V sträpungerea jonctiuniise produce prin ambele mecanisme.

Constructiv, diodele Zener sunt asemänätoare cu diodelesemiconductoare obiqnuite, avänd diferit doar materialul semiconductor care areo concentralie mai mare de impuritäti. Alegänd in mod corespunzätor geometriajonctiunii gi doparea cristalului se pot construi diode cu tensiunea de sträpungerede la mai pulin de 2 V la cätiva kV. puterea disipatä admisibilä pe diodä depindede tipul capsulci Ei variazä de la 0,25 W la peste 50 W.

ldenliticarea torminalelor se face in acelagi mod cu cel descrrs penrrudiotJa sernicrlrrrirrcloarul.

I

Dioda Zener. Stabilizator cu diodä Zener

Repre; entänd grafic dependen!a curentului prin diodä ,in funclie detensiunea aplicr,tä invers se obline o curbä ca cea din figura 2.1ise observä cäpänä la sträpungere, curentul prin diodä este foarte mic (egal cu curentul Invers alunei joncliuni obignuite), acesta crescänd brusc la atingerea tensiunii desträpungere. Dupä ce dioda a ajuns in regiunea de sträpungere tensiunea labornele ei practic nu se modificä, ci rämäne egalä cu tensiunea de sträpungere.Printr-o rezisten!ä serie exterioarä valoarea curentului trebuie limilatä pentru a nudepägi puterea disipatä maximä admisibilä pe diodä.1

Figura 2.1

in conduclie directä, caracteristica unei diode Zener este identicä cu ceaa unei diode semiconductoare obignuite.

Cotul caracteristicii in regim de sträpungere este mai abrupt pentrudiodele cu tensluni de sträpungere mai mari de 8 V.

coeficientul de temperaturä al diodei zener reprezintä variatiaprocentualä a tensiunii de sträpungere pentru o vanaiie a temperaturii diodei cu1oc. Acest coeficient este pozitiv pentru diodele cu U2 mai mare de s V gi negativpentru cele cu U7 mai mic de 5 V. Pentru diodele cu U2 in jurul valorii de s V,coeficientul de temperaturä este apropial de zero.

De re{inut cä in funclionarea normalä dioda Zener trebuie oolarizatäinvers. Simbolurile diodei Zener sunt iluslrate in figura 2.2.

D

i

Q, t \ti,n.n"l

Figura 2.2


caracteristica staticä_a diodei Zener poate fi aproximatä ca in figura 2.3,aceastä caracteristicä liniarä fiind modelatä pe portiuni ca in figura 2.4.

Elementelc din ramura superioarä modeleazä comportarea diodei Zenerin conductie directä gi au aceeagi semnificalie cä gi pentru diodasemiconductoare obignuitä. Elementele din ramura inferioarä modeleazäcomportarea diodei Zener in conducfie inversä. Rezistenfa 17 = dUTldlT senume$te rezisten!ä diferentialä (sau dinamicä) gi reprezintä inversul panteicaracteristicii in regiunea de sträpungere. Tensiunea uz reprezintä abscisapunctului in care caracteristica inlersecteazä axa tensiunilor gi reprezintä de faptvaloarea tensiunii pe dioda Zener lucränd in regiunea de sträpungere. cele douädiode ideale modeleazä regiunea cuprinsä intre uz gi üp,

*unde varoarea

curentului prin diodä este zero.


conectatä ra bornere diodei Zener va fi arimentatä ra o tensiune constantä. Decidioda Zener rearizeazä o srabirizare a tensiunii pe sarcinä lrigura 2.51.proiectarea unui circuit stabirizator cu dlodä Zener cönstä inieterminareavarorii rezistorului atunci cänd se cunosc limitele de varialie ale tensiunii rlnalrmentare u1 gi curentur prin sarcinä rs, Märimire de mai sus trebuie sä satisrur:!lrelatia:

U., = R.(I, _ I, )* U.in cere mai defavorabile conditii gi sä nu permitä depä5irea puterii rlisrrratpadmisibilä pe diodä.

),

Tinänd cont de faptul

curentul prin diodä (suma lor

valoare Uu, datä), rezultä:

Uul .o*

Uur-,n = R.(I..* +I,^")+IJ,

Figura 2.5

cä la cregterea curentulul prin sarcinä scade

I. +I- = U't - U, p(,r 'z - R esle constantä pentru o

R - U'l

"* -Uzmn Ir*n *Ir_*

TI -ITR _ -dt m -Zmax

Ir..* *Irr_

= R.(Ir,* + Ir.* )+ u,

Figura 2.4

2.2.2. Stabilizator de tensiune cu dioda ZenerDeoarece in regiunea de sträpungere tensiunea la bornele

nu se modiflcä pentru variafii mari ale curentului prin diodä rezulrä

10

Valoarea lui R se alege in intervalul [R.n, Rr"r].Performan{ele unui stabilizator Oe tensiune öe apreciazä prin:

coeficientul de stabilizare So = *!, 11 = constantoUr

rezistenta de iegire R,, = - 9, U", = constantolr-diodei Zenelr

cä o sitrc;irur

ll

t-tL

Dz lU, RL

/

l)trrrl;r i,rrcr Stabilizator cu diodä Zener

2.3. Modul de lucru

1. Se realizeazä montajul din figura 2.6 gi se traseazä caracteristica diodei inconducfie inversä completändu-se tabelul 2.1. Aparatele de mäsurä vor fipozilionate pe gamele de 10 V gi respectlv 25 mA. Determinärile se fac cuvoltmetrul pe pozitia 1 pentru curenli de pänä la 1 mA 5i cu voltmetrul pepozilia2 pentru curenti mai mari de 1mA.

Figura 2.6

2. Pentru 17= 10 mA se citegte cu precizie valoarea U21 a tensiunii U7, apoi seva pune in contact direct värful stafiei de lipit cu un terminal al diodei timp de30 s (se regleazä stalia de lipit la o temperaturä de 300"C). Se citegtevaloarea finalä U72 a tensiunii U7. Datele se noteazä in tabelul 2.2.

3. Se inverseazä dioda Zener gi se traseazä caracteristica directä. Aparatele dernäsurä vor fi pozitlonate pe gamele de mäsurä de 1 V, respectiv 25 mA.Deterrninärile se fac respectänd indicatiile de la punctul 1, referitor la pozitiavoltmetrului. Se comoleteazä labelul 2.3.


4. se realizeazä montajul din figura 2.7 gi :;e traseazä caracteristica de iegire u1= f(lL) a stabilizatorului pentru U21 = 20 V conform tabelului 2.4. Aoaratele sepozi{ioneazä astfel: | - pe 100 mA, ls - pe 25 mA $i UL - pe 10 V Se va aveagrijä ca la conectarea sursei, R1 sä nu fie pe zero ohmi.

Figura 2.7

5. se inlocuiegte potentiometrul Ri cu o rezistentä fixä de 1 ko gi se citescvalorile lui u1 pentru mai multe valori ale lui uul, conform tabelului 2.5.Aparatele rämän pozitionate ca la punctul nr. 4.

Tabelul2.5

2.4. Conlinutul referatului

1. se traseazä pe acelagi grafic caracteristicile directä 5i inversä ale diodeiZener.

2. Se determinä grafic U7, Up, r, gi r2.3. cu valorile oblinute la proba de incälzire se calculeazä coeficientul de

temperaturä al tensiunii de stabilizare:

Il - r ITf "L: *7.1.T

Tabelul2.3

ft,1mn1 I or I o,sfrl-riil 'l

IL_v_A.tyJ.l I

IL

t"

Tabelul 2.4

D7 Rt

Tabelul2.llzlmAl 0,05 0,1 0.5 n.e

1a 5 10 .t E, 25

Uz [M

U"rlVj tz 15 {oto 20 zz 24U, IVI

Tabelul2.2

1q '10 15 20 25

CTUZ =

Diocla Zencr, Stabilizalor cu diodä Zener

unde T se apreciazä :a fiind aproximativ 50oc. Rezurtatur se noteazä intabelul 2.2.

4. Se reprezintä grafic caracleristicile de iegire UL = f(lJ gi de transfer U1 = f(Uu)ale stabilizatorurui de tensiune gi se determinä parameirii ss gi R6.

5' se determinä R6, cunoscänd cä Ro = tt'B

gi se comparä cu varoarearz -K

determinatä la punctul precedent.


1. Dependenla curentului printr-o diodä Zener in funclie de tensiunea inversaplicatä.

2. De ce este necesarä conectarea in serie cu dioda Zener a uneirezistenle?

3. Diferen{ere dintre o diodä Zener gi o diodä semiconductoare.! Enrmerali parametrii caracterisitici importanfi ai diodei Zener.5 Precizali modul normal de lucru al unei diodei Zener.6 Explicali func,tionarea diodei Zener in conductie inversä.7 Utilizärile diodei Zener.

Indicati dacä urmätoarele afirma{ii sunt adevärate, argumentänd räspunsurile:

I Tensiunea de stabilizare a unei diode Zener este tensiunea care se aplicädirect diodei.

I Puterea disipatä maxlmä la o diodä Zener este o functie de temperaturä.10. Dioda Zener poate avea rol de proteclie la supracurenli.11. Diodele Zener se pot monta in serie.'12. Tensiunea de stabilizare a douä diode Zener montate in serie este

diferenla dintre cele douä tensiuni de stabilizare.

Redresoare monofazate cu diode semiconductoare

3. REDRESOARE MONOFAZATE CU DIODESEMICONDUCTOARE


- prezentarea principalelor scheme de redresoare monofazate;- vizuarizarea cu ajul0rur , osciroscopuiui a tormetoi' oe undä,corespunzätoare varialiei in timp a tensiunii sau curentului redresat;- evidenfierea efectelor diferitelor tipuri de filtre de netezire.

3.2. Consideratii teoretice

3,2.1. Generatitä{iRedresarea monoarternantä are ra bazä scnema din figura 3.1, forma deundä a tensiunii redresate flind cea din figura 3.2.

La un redresorredresoare conduce pe

cel prezentat in figura 3.1, diodapozitive, iar curentul prin R1 este

mt!rFigura 3.1

monoalternantä, cadurata alternantelor

Figura 3.2

14

15

l.{t'rlrrr,,o;rre tnonolazate cu diode semiconductoare

propor]iortal cu lensiunea aplicatä diodei. Pe durata alternantelor negative, diodaesle blocatä, iar curentul prin circuit este nul.

TiSe demonstreazä cä valoarea medie a tensiunii redresate €ste Uu = i,

Tiiar amplitudinea primei armonici, U, = i.z

\ Se definegte factorul de ondulalie ca fiind raportul dintre amplitudineacelei mai mari armonici si componenta continuä. in cazul redresäriimonoalternan!ä,

1 =2 = 1,51L

Rezultä penlru componenta de curent alternativ o valoare mai mare decätcea de curent continuu, ceea ce este dezavantajos. De asemenea, randamentulcsle scä2u1, deoarece se folosegte numai o alternantä a re{elei.

Pentru imbunätä{i rea performanlelor se folosesc redresoare bialternan!ä(ligura 3.3). Forma de undä a tensiunii redresate este prezentatä in figura 3.4.

Dr

^\l

Err

Figura 3.4

Schema redresorului bialternan!ä din figura 3.3, utilizeazä un

lransformalor cu prizä medianä, in care secundarul este realizat din douäinfä5uräri identice legaie in serie, la care se conecteazä cele douä diode D1 9i D2.

Pe timpul alternan{ei pozitive conduce dioda Dr, iar dioda D2 este blocatä.Pe timpul alternantei negative se inverseazä stärile de conductie - dioda D2 vaconduce, iar dioda D1 va fi blocatä. De remarcal, cä prin rezistenta de sarcinä RL,

curenlul trece intr-un singur sens, in ambele alternante.

to

I

t,,,+

T-t,,,

I\L

ft-V-J

U1

7lD2

Figura 3.3

Deaorece tensiunea de la iegirea redresorului este de formä pulsatorie,iar pentru necesitätile curente este necesarä o netezire mult mai mare a tensiuniiredresate (adicä un factor de ondula{ie mult mai mic), pentru imbunätätirea formeide undä se utilizeazä filtrele.

3.2.2. Filtre cu inductantäFunctionarea acestora se explicä prin acumularea de energie in cämpul

electromagnetic al bobinei gi cedarea acesteia in sarcinä, in alternanla negativä.In figurile 3.5 gi 3.6 sunt ilustrate schema redresorului monoalternantä crr

filtru inductiv gi formele de undä ale tensiunii redresate färä inductantä (linicintreruptä) gi cu inductantä (linie continuä), in acesr caz.

DL- \r E

Figura 3.5

in figurile 3.7 gi 3.8 sunt date schema redresorului bialternantä cu filtruinductiv 9i formele tensiunilor redresate, färä gi cu inductantä. Se poare

R.demonstra cä y = ---' - , dacä o.L )) R,-' url-

Se observä cä 1 scade o datä cu micgorarea sarcinii Ri (deci cu

cresterea curentului de sarcinä), cu cresterea inductantei gi cregterea pulsafiei.in general, filtrul inductiv nu se folosegte la redresarea monoaiternan!ä. El

devine cu atät mai eficient cu cät pulsatia este mai mare Deci, filtrele inductive se

17


in acest caz vom avea:)II

Tt - -"n

n

.2Sl Y=-=U.OO

3

IU,

r1'

RL

Figura 3.6

Rerlr(rsoarc nlonofazale cu diode semiconductoare

folosesc pentru redresoare bialternantä. Efectul de filtraj se mai poate explica prinmicgorarea curenlilor de inaltä frecventä de cätre bobinä, a cärei impedan!ä esteproportionalä cu frecventa.

U1

7lnv2Figura 3.7

färä L nl

3.2.3. Filtre cu capacitatein figura 3.9, condensatorul C se incarcä rapid prin dioda D, la valoarea

maximä a tensiunii din secundarul transformatorului, pe durata alternan{ei pozitive9i se descarcä lent pe Rs cänd dioda D este blocatä (in ümpul alternanleinegative)" Descärcarea condensatorului este exponen{ialä, dar penlru oconstantä de timp R,'C suficient de mare, tensiunea scade practic liniar (figura3.10). n

Figura 3.9

Se observä cä tensiunea pe sarcinä se apropie mult de cea idealä,constantä, deci factorul de ondula{ie y scade. Curentul prin diodä circulä un timplimitat solicitänd dioda mai pufin din punct de vedere al puterii. Se poate äräta cä:

to

E

n tl


fr

C.R,_.crt

Tensiunea medie redresatä nu se schimbä esential la redresareabialternan!ä cu filtru capacitiv. Filtrarea poate fi imbunätätitä utilizänd filtre LC giT

in figura 3.11 este ilustratä schema electricä a unui redresor bialternan!äin punte (punte redresoare), unde pe timpul alternanlei pozitive a tensiunii u2,conduc diodele D1 gi D3, iar diodele D2 9i D4 sunt blocate. pe timpul alternanteinegative, starea de conduclie a perechilor de diode se inverseazä, dar sensulcäderii de tensiune pe rezistenta de sarcinä R1 va rämäne acelasi. pentrunetezirea ondula{iilor se utilizeazä, in schemele practice, filtrul capacitiv. Acestfiltru se monteazä in paralel cu sarcina.

RL lU,

,1n tl

II

lu/

^\rI

luIV

:-I

luI

21

l(1

**J

Ug

Figura 3.1 0

cuL

Figura 3.8

\r

t,I

c* Rr Figura 3.11

Figura 3.12

tdtd v

19

Redresoa re monofazate cu d iode semicond uctoare

3.3. Modul de lucru

1. Se identificä componentele schemei electrlce din figura 3.13.2. Se realizeazä schema redresorului monoalternantä.3. Se conecteazä voltmetrul si se mäsoarä tensiunea medie redresatä

voltmetrul

Figura 3.1 3

5. Se realizeazä conexiunile dintre punctele 2 - 3, 3 - 7 gi se conecteazäosciloscopul intre punctele 7 gi 8. Se vizualizeazä forma tensiunii redresatepentru cele douä tipuri de redresoare (monoalternan!ä gi bialternantä), färä filtru.

6. Se introduce in circuit inductan{a L. Se vizualizeazä pe osciloscop efectulfiltrajului inductiv pentru redresorul bialternantä, variind curentul redresat 10, cuajutorul reostatului R.

7. Se scurcircuiteazä inductanla L gi se introduce condensatorul de filtraj C1(conexiune 5 - 7). Se vizualizeazä efectul filtrajului pentru redresorul bialternan!ä,variind curentul redresat.

8. Se introduc in circuit L $i Cz, realizänd filtrul z. Se vizualizeazä cuajutorul osci loscopu lu i efectu I filtrul u i pentru redresoru I bialternan!ä.

9. Se traseazä caracteristica U6 = f(ls) pentru redresoarele monoalternan{ägi bialternan!ä cu filtru capacitiv C2. Curentul l0 se mäsoarä cu ajutorulmiliampermetrului conectat in circuit.

3.4. Evaluarea cunogtintelor

1 Ce sunt redresoarele?2. Clasificati redresoarele monofazate.3 Utilizärile redresoarelor monofazate.

20


4. Ce este factorul de ondula{ie?5. Explicati funclionarea redresoarelor monofazate bialternan!ä cu

transformator cu prizä medianä.6. Ce sunt filtrele? Care este rolul lor?

Indicati dacä urmätoarele afirmalii sunt adevärate, argumentänd räspunsurile:7. La un redresor monofazat bialternan!ä in punte, diodele conduc ambele

alternanle.8. Redresarea este procesul prin care un semnal continuu este transformat

in semnal alternativ.9. Un filtru capacitiv utilizeazä proprietatea condensatorului de a se 0pune

varia{iilor de curent.10. Un filtru inductiv utilizeazä proprietatea bobinei de a se opune varialiilor

de tensiune.11. Un redresor performant are un factor de ondulalie mare.12. Dacä se intrerupe sarcina unui redresor bialternan!ä cu transformator cu

prizä medianä, tensiunea de iegire va fi nulä.

monoalternan!ä U6 in gol4. Se realizeazä conexiunea intre punctele 2 gi 6, se conecteazä

gi se mäsoarä tensiunea medie redresatä bialternan!ä in gol U6.

)1 L-23:7

zl

r .flr'lr trril!,lt{ ilrr :,lirlrr:o alt) unui tranzistor bipolar in conexiune emitor comun

4. CARACTERISTICILE STATICE ALE UNUITRANZISI OR BIPOLAR iTI CONEXIUNE EMITORCOMUN


- ridicarea familiilor de caracteristici de iegire, caracteristici de intrare gi detransfer pentru un tranzistor de Si de tip npn:- evidentierea regimurilor de funclionare'ale unui tranzistor bipolar.


caracteristicile statice .reprezintä grafic interdependen!a dintre curentiitranzistorului gi tensiunile aplicate intre terminale. Aöeste

"är""t*iirti"i ,uni

specificate de cätre firmele producätoare in cataloage, in funclie de tipulconexiunii 9i de tipul tranzistorului.

Schema pentru trasarea experimentalä a caracteristicilor statice ale unuitranzistor npn in conexiune EC este ilustratä in figura 4.1. Toate famiriire decaracteristici se reprezintä in primul cadran, degi tensiunile gi curentii pol aveadiferite sensuri.

Figura 4.1

IFamiria caracteristicilor de iegire reprezintä dependenta intensilätiicurentului de colector fa{ä de tensiunea de iegire, avänd ca'parrm"tr,J cle irrtrar'ccurenlul bazei, adicä lc = füce) pentru ls = constant. Aici se distino trci rr.(rl,nr (rofunclionare.

zz

Üitir(;lt'li!'lr(:ilt, rl;rltt:l itlt' rrrlrrr tr?lll/istor birlolar in conexiune emitor comun

/Regiunea activä pentru care jonctiunea emitor - bazä este polarizatädirect, iar joncllunea colector - bazä este polarizatä invers, constituie regiuneanormalä de funclionare a tranzistorului ca amplificatoy in aceastä regiunecaracteristlcile sunt drepte paralele gi echidistante, avänd panta mai mare decätla conexiunea bazä comunä. Pentru explicarea acestei particularitäti se porne$tede la relalia de legäturä intre lc gi ls, care este de forma:

'üo-ll.= l_;

Ir Fl_0" I.rn =Fr'[r-1"n,,

unde

I.uo = (F, + 1)-IcBo i F, I."o

reprezintä curentul de täiere al colectorului in conexiune EC, cänd le = 0. Rezultäcä varialii mici ale lui or cauzate de V6p au o influen!ä mai mare asupra curentului16 prin intermediul factorului 1l(1-a). De asemenea, datoritä modului deconectare, o anumitä fracliune a tensiunii VcE actioneazä direct asupra jonctiuniiemitor - bazä.

4egiunea de blocare se caracterizeazä prin faptul cä ambele joncliurrisunt polarizate invers. Aceastä regiune este cuprinsä intre caraclerislicacorespunzätoare lui ls = 0, cänd lc = lceo gi abscisärÄ/aloarea minirnä a curclrrlrrlrride colectoreste 1669i se obtine cänd lE = 0. in acest cazdin relatia:

I, = -(l - uo J. I, - I.r,,

rezultä In = -lcao.

4egiunäa de saturalie, spre deosebire de conexiun ea bazä comunä, cslrr

situatä in primul cadran gi intervine canO lV..l<lV*rl. in acest caz arnbr:lcr

jonctiuni sunt polarizate direct fapt ce duce la o cregtere importantä a curenltrhrils. Pentru men{inerea constantä a lui ls trebuie scäzutä tensiunea Vsg gi astfel irr

domeniul de valori lV., | < lVo,I are loc scäderea rapidä a curenfilor 16 9i ls.r/

Caracteristicile de iegire nu trec prin origine, ci sunt deplasate spredreapta pe axa tensiunilor, cu valori cuprinse intre V6g = -(0,005 .0,05) V.

Familia caracteristicilorde intrare reprezintä dependenta curentului bazei,in functie de tensiunea emitor - bazä, avänd ca parametru tensiunea colector -emitor, sau le = f(VeE) cu V6E drepl parametru. Atunci cänd Vss = 0, dupä cumrezultä din relafia anterioarä, curentul de bazä este egal cu - 16s6. Dänd valoricrescätoare negative lui Vee, curentul ls scade mai intäi la zero, apoi prezintä o

cre$lere exponenlialä obignuitä in domeniut de vatori lfr"rla l%ul, ,Oi"a inreqiurrera aclivä, caracteristicile sunt influentate de V6g prin efect Early. in schimb,

23

(,;rr;rr'lr,l:,lrr;rl(r statlce ale unui tranzistor bipolarin conexiune emitor comun

Jrlnlrrr vrrlorr l\', ,l 1V,,,, I are loc o puternicä influen!ä a tensiunii V6g asupra

curentului ln.

Schema mai permite ridicarea experimentalä a familiei caracteristicilor de

transfer, 16 = f(ls) cu V6s parametru. in regiunea activä lV., I a 1Vr,I ,

caracteristicile reprezintä drepte care trec prin origine, panta lor fiind aproximativ

egalä cu Bo. in regiunea de saturaliu l%rla lVru | , coeficientut p' scade rapid

spre zero, putänd deveni chiar negativ datoritä faptului cä 16 igi schimbä sensul.Din cele expuse mai sus rezultä cä in cazul conexiunii EC, tranzistorul

bipolar trebuie sä func{ioneze cu tensiuni de colector ridicate pentru a se evitaregiunea de saturalie, aceastä regiune fiind utilizatä numai in regimurile decomutatie.

4.3. Modul de lucru

Caracteristicile statice ale unui trarrzistor lriprllar in conexiune emitor comun

4.5. Evaluareacunogtinlelor

1. Reprezentati grafic caracteristicile statice leoretice ale unui tranzistorbioolar in conexiune EC.Semnifi catia curentului lcso.

Care dintre caracteristicile statice ale unui lranzistor bipolar reprezintä o

dependentä liniarä intre doi parametri?4. Sä se calculezc ap ä unui tranzistor bipolar, dacä BF = 200.

5. Caracterizafi regiunea de blocare.6. Cum este curentul de colector la saturafie? Dar la blocare?7. Care este dependenta dlntre curentul de colector 9i curentul de bazä?

z.3.

Echipali placheta asociatä cu componentele alese gi asigurali-vä cä aveticontacte sigure. La conectarea aparatelor de mäsurä urmärili ca polaritateabornelor sä corespundä cu cea cerutä de schemä.Se traseazä caracteristicile de intrare la un tranzistor de tip npn cu siliciu, demicä putere. La punerea sub tensiune a montajului, tensiunea V6s rämäne lazero. Se modificä apoi tensiunea Vsg inspre valori superioare pänä labaleierea completä a scalei microampermetrului. Notafi un set de valori pentruVss gi lg. Ajusta{i tensiunea V6g la 1 V $i repetati citirile in corelatie cu Vss.Repetati citirile pentru Vce = 5 V, 10 V gi 15 V. Asigurati-vä cä in timpulvariatiei lui ls, tensiunea V6s rämäne absolut constantä. Ridicafi diagramele,la scarä corespunzätoare, pentru curbele obtinute la V6. = 0 V, 1 V, 5 V, 10 Vgi respectiv 15 V.Se traseazä caracteristicile de iegire pentru acelagi tranzistor. Dupäalimentarea montajului, se va regla curentul din bazä la 10 pA. Ajusta{itensiunea Vce de la 'l V la 15 V gi notafi valorile corespunzätoare ale lui 16.

Reluali citirile lui 16 in coresponden!ä cu V6E stabilind in fiecare cazurmätoarele valori pentru curentul de bazä: 20 pA, 30 pA, 40 pA, 50 pA gi deasemenea 0 pA. Trasati la scarä ctrrespunzätoare curbele astfel obtinute.Se ridicä caracteristicile de transfer in curent, 16 = f(ls) cu V6s parametru.Astfel, dupä punerea sub tensiune a circuitului, se regleazä Vcr = 1 V. Se varegla lel la 10 pA, 20 pA, 30 pA, 40 pA, 50 pA citindu-se valorilecorespunzätoare pentru 16. Se vor relua citirile pentru V6g = 5 V, 10 V, 15 V.

4.4. Continutul referatului

1 S(ixnn;rd0 fixnlat folosita in la borator $i labelele cu &lele expedmentale.2. Cu fiirrlonrl(ftrl(rk)l experimenlale culese se vorlrasa cäracle sticile de je9irc,

(l( irrlnIr' fi r)!t'r'(1iv d(: lränsfer in curent.

24 25

Polarizarea lranzistorului bioolar

5. POLARIZAREA TRANZISTORULUI BIPOLAR


- familiarizarea cu caracteristicire statice are tranzistoruruigraflcä;

bipolar sub formä

Polarizarea tranzistorului bioolar

-Caracteristica 16 = f(U6g) prezintä trei regiuni distincte. pentru tensiuniUce mici (regiunea l) curentul lsvariazä puternic cu tensiunea Ucr. in regiunea ll,lc variazä foarte pulin la variatia tensiunii Ucr, curefltul de colector depinzänclpractic numai de curentul de bazä. in regiunea lll, dacä U6p cregte prea multtranzistorul se sträpunge, fiind in pericol de a se distruge dacä valoarea curentuluinu este limitatä de o rezistenlä ert.enoaräy'1

EC

RC

In func{ionarea ca amplificator este folositä regiunea a ll-a a caracleristiciilc (Ucd. Reprezentänd grafic varialia lc (UcE) pentru mai multe valori alecurentului de bazä se ob{ine o familie de curbe care reprezintä caracteristicilestatice de iegire ale tranzistorului bipolar ln conexiune EC. in figura 5 2 seprezintä caracteristicile de'ie$ire ale tranzistorului BC 171"

in funclionarea ca amplificator, in colectorul tranzistorului se conecteazäo rezisten!ä R6 (figura 5.3).

- reprezentarea graficä a dreptei de sarcinä 5i determinarea parametrilor ei;- definirea puncturui static de funcJionare ar tranzistorurui bipörar;- rolul circuitelor de polarizare;- configuralii are circuiteror de porarizare gi performanlere acestora.

5. 2 Considerafii teoretice

Tranzistorur biporar poate fi asimirat cu un cuadripor, in care unur dinlr,lnninale se considerä element de referln!ä, comun atät circuitului de intrare cät1i cclui de iegire. in conexiune emitor-comun (EC), circuitul de intrare este realizatrlrn lenninalele bazä gi emitor, iar circuitul de'iegire confine corectoiur li emitorul(li1lrrra 5.1).

Ä igura 5.1

ln conexlune emitor-comun se definesc douä familii de caracteristici deiegire: 15 = f(UcE) pentru 16 constant gi 16 = f(U6e) pentru Uer constant.,r

Dacä se reprezintä grafic dependen.ta curenturui G cotectorln functie delensrunea colector-emitor la curent de bazä constant (conexiunea rcl, se ,inlineo familie de caracteristici de forma celor prezentate in figura 5.2.

Deoarece in functionarea normarä, jonctiunea B-c trebuie oorarizatäinvers, au o importan!ä practicä numai cäracieristicire p"nttu ü". > 0 latranzistoarele npn gi U6E < 0 pentru tranzistoarele pnp.

lei < lBo

Figura 5.3

27

In circuitul de iegire al tranzistorului bipolar se poate scrie relatia:

8,. = R. .1,. +U"o

Relalia de mai sus, in coordonatele U6g qi 16, reprezintä ecuafia drepteide sarcinä gi se reprezintä grafic prin intersecfia cu axele: lc = Ec / R6 pentru Usg= 0 si respectiv u6s = E6 pentru lc = 0. Deci, dreapta de sarcinä se traseazä inplanul caracteristicii de iegire 16 = f(ucE) pentru ls constant 9i este reprezentareagraficä a ecuatiei rezultate prin aplicarea legii a ll-a a lui Kirchhoff in circuitul deiegire.

Intersectia acestei drepte cu caracteristica lc(Uce), corespunzätoarecurentului de bazä lg generat de generatorul de curent constant, reprezintäpunctul static de funclionare (PSF) al tranzistorului. coordonatele psF reprezintätensiunea U6p- gi curentul 16 al TB.

Dacä, pentru Ec gi Rc date, se modificä valoarea lui ls se obtine un nouPSF situat pe aceeagi dreaptä de sarcinä. in func{ionarea ca amplificator seaplicä pe bazä o tensiune variabilä care determinä variafia curentului de bazä fatäde regimul stalionar. ca urmare PSF se deplaseazä de-a lungul dreptei desarcinä. Dacä semnalul aplicat pe bazä este sinusoidal, atunci psF sedeplaseazä de-a lungul dreptei de sarcinä in mod egal in stänga gi in dreaptavalorii de regim stationar. De aceea, de regulä, psF se alege la mijlocul dreptelde sarcinä (U6s = E6 / 2).

La cregterea temperaturii, factorul de amplificare Be al tranzistoruluicregte. $i, de asemeneä, lcao cregte. in consecintä, curentul de colectorI.. =Fr.I" +(Fr+1).IcB. cregte. Rezultä o deplasare in sus a caracteristicilorde iegire ale TB. ca urmare se deplaseazä gi pSF pe dreapta de sarcinä 9i nu seva mai situa la mrllocul acesteia. Dacä deplasarea este prea mare, tranzistorul numai poate func{iona corect ca amplificator, excursia in sus a psF fiind limitatä la ovaloare mai micä (figura 5.4).

l'olirr rzirrca lrarrzistorului Lripolar

tr"(l

&'

Polarizarea tranzistorului bipolar

Elernerrte lo rlc circutl Oare ctlncurä la stabilirea curentului de bazä

corespunzälor PSF-ului alcs pe dreapta de sarcinä, constituie circuitul depolarizare. Cerinla esen{ialä la care trebuie sä räspundä un circuit de polarizare,

este aceea de a päslra cät mai constant PSF la variafiile temperaturii sau la

varialia parametrilortranzistorului, adicä de a stabiliza PSF.in figurile 5.5, 5.6 gi 5.7 se prezintä trei tipuri de circuite de polarizare

principale.in figura 5.5 curentul de bazä este asigurat de rezistenla Rs de valoare

mare in serie cu sursa E6. Valoarea ei se calculeazä cu relalia:

p- = Et -u"

" t,unde lJu, = Up (0,6 V la Si 9i 0,2 V la Ge). Circuitul este simplu, dar asigurä o

stabilitate slabä a PSF.in figura 5.6 s-a adäugat rezistenla Rg in serie cu emitorul, rezistenlä

care intervine foarte eficient in stabilizarea PSF. Valoarea ei se poate calcula infunctie de stabilizarea necesarä a PSF sau se alege empiric astfel incät cäderea

de tensiune pe RE sa fie de (2 - 4)V.

+Ec

circuitul de polarizare din figura 5.7 asigurä cea mai mare stabilitate a

PSF, deoarece divizorul rezistiv din bazä asigurä in plus 9i pästrarea constantä a

poten{ialului bazei.

5.3. Modul de lucru

1. Se realizeazä montajul din figura 5.8 9i se citescvalorile lui U6s completändu-

se tabelul 5.1. Valoarea curentului lc se regleazä cu ajutorul poten{iometrului

P din baza tranzistorului.

R^Re

Rs

') u"'

Figura 5.5,-f;--\.Figura 5.6

28

Figura 5.4

ZY

Y4,7MA

Rg82KO

rB

Polarizarea tranzistorului bioolarpolarizarea tranzistorului bioolar

se introduce in emitor o rezisten!ä RE, a cärei valoare se mäsoarä cuohmmetrul gi se readuce U6g la valoarea de 5 V. se citegte noua valoare a luilc pi se efectueazä proba de incälzire ca la punctul 3, completändu-se tabelul3.t.se realizeazä montajul din figura 5.9, se mäsoarä tensiunile usE gi UHp gi secalculeazä lc = une i Rg. se efectueazä proba de incälzire ca tJ funcfut 3 gise completeazä tabelul 5.2.

Figura 5.8

Rer82KO

Rez

lOKQ

se inlocuiegte rezistenta de 2,2 Ko din corector cu arta de 1 Ko gi se repetämäsurätorile de la punctul 1 conform tabelului 5.1In montajul din figura 5.8, pentru R6= 2,2 KO gi E6 = 10 V se fixeazä Ucr = 5V gi se citegte varoarea rui 16. se observä influenta temperaturii ,luprutranzistorului bipolar, utilizänd statia de lipit la o temperaturä de 300oc. Astfel,se va pune in contact direct värful statiei de lipit cu baza tranzisorului timp de30 s. Se citesc valorile finale ale U6E gi se trec in tabelul 5.2.

Figura 5.9

5.4. Confinutul referatului

1. schemele montajelor folosite in laborator 9i tabelele cu date experimenlale.2. cu ajutorul datelor experimentale culese la punctele 1 si 2 se traseazädreptele de sarcinä in coordonate Uce, lc. se determinä din grafic punctele deintersectie ale acestor drepte cu axele, precum gi paniele lor. se determinäacegti parametri gi din relalia E6 = (R6+ RE).16 + U6s, gi se trec rezultatele intabelul 5.3.

3. Se va räspunde in scris la urmätoarele intrebäri:- explicali detaliat modul in care rezistenta RE intervine in stabilizarea pSF

cu temDeralura:- ce parametrii ai dreptei de sarcinä se modificä prin introoucerea

rezistentei de emitor ?

11

Tabelul 5.1

Tabelul 5.2

Cu Rs in serie cu Cu divizor in

= l6(cald) - l6(rece)

30

I'ril,l r.';rrr,;r lr ltrzislotttlui bipolar

l)uluri)a disipatä adrnisibilä pentru tranzistorul folosit este de 300mW. S-adepägil aceaslä valoare in timpul mäsurätorilor ?explicati modul in care divizorul din bazä intervine in stabilizarea PSF.


1. Influenta temperaturii asupra tranzislorului bipolar.2. Ce este dreapta de sarcinä?3. Ce este punctul static de funclionare?4. Procedee pentru stabilizarea PSF-ului.5. Indicalicel pulin o cauzä a instabilitätii PSF-ului.

Indicafi dacä urmätoarele afirmalii sunt adevärate, argumentänd räspunsurile:

6. Dacä un tranzistor lucreazä ca amplificator, iar curentul de bazä cre$te,atunci tensiunea U6g cregte.

7. Principalul parametru al unui tranzistor care se modificä cu temperaturaeste tensiunea de alimentare.

8. Punctul static de func{ionare este determinat de curentul gi tensiunea de

intrare, corespunzätor tensiunii de alimentare a circuitului.9. Cunoscänd circuitele de polarizare, dacä curentul de colector cregte,

atunci tensiunea colector-emitor cregte.10. Punctul static de funclionare depinde de circuitul de polarizare 9i nu

deoinde de tioul tranzistorului.

Pararnelrii h ai tranzistorului bipolar

6. PARAMETRII h AI TRANZISTORULUI BIPOLAR

6.1, Obiectivele lucrärii

- familiarizarea cu parametrii de cuadripol ai tranzistorului bipolar;- determinarea parametrilor h;- rela{ii de legäturä intre parametrii h gi cei naturali ai tranzistorului,

6.2. Gonsiderafii teoretice

Circuitele echivalente de semnal mic pentru tranzistoarele bipolare se potobtine prin douä metode. Ambele metode conduc la aceleagi concluzii, in legäturäcu comportarea tranzistorului bipolar in regim variabil de semnal mic.

Circuitul echivalent la semnal mic modeleazä comoortarea tranzistoruluila mici varialii ale curenlilor gi tensiunilor in jurul punctului static de funclionare.Dacä tranzistorul funclioneazä in regiunea activä normalä, atunci conditia de

,, k'Tsemnal mic este IAVR.I (, ;

Parametrii circuitului echivalent natural (prima metodä) sunt determinati infunclie de fenomenele electronice din tranzistor gi depind de parametriiconstructivi 9i de material ai acestuia.

A doua metodä de oblinere a unui circuit echivalent, constä in a

considera tranzistorul ca un cuadripol. Parametrii de cuadripol ai TB sunt definiliin condifii limitä de func{ionare (doi dintre ei cu intrare in gol sau in scurtcircuit),fiind ugor de simulat practic ai deci acegti parametrii se pot mäsura ugor. Dinlreparametrii de cuadripol de joasä gi medie frecventä cei mai utiliza{i surrtoarametrii hibrizi.

intre parametrii hibrizi gi cei naturali ai TB se pot stabili relatii de legäturiiastfel incät, prin mäsurarea parametrilor h, se pot determina gi cei naturali.

Circuitul echivalent natural (pentru montajul EC) este ilustrat in figura 6.1.

tI

"-lI

J

Montai fiqura 5.8

Panta (mA /

l-"

Figura 6.'1

32 33

|'F{tHntFlttt lr ril Irirrrzrsl0rului biOolar

ltl cir(:uilul ct:hivalent natural 165 (uneori notatä r,) - rezistenta intrinsecä a bazei(rri.risl(,nln inlre conläclul bazei 9i baza intrinsecä), rs,u (notatä gi r,r) - rezistentayoncliurii emilorului polarizatä direcl, C6" - capacitatea jonctiunii emitoruluipolarizatä direct, r5,,, - rezistenta jonctiunii colectorului polarizatä invers, cp,. -capacitatea joncliunii colectorului polarizatä invers, g. - transconductanla(modeleazä efectul de tranzistor) gi r"" - rezistenta colector-emitor.

Parametrii hibrizi sunt parametrii de cuadripol, care determinä circuitulechivalent din figura 6.2.

l1

U, = h,, .[, +h,, . U"

[, = h,, .I, +hrr.U,

ffr $

hrz Uz

Figura 6.2

Semnificaliile parametrilor hibrizi 9i conditiile ?n care sunt pugi in evidentäsunt urmätoarele:

TT

- h,, = ] = h, cu U2 = 0 - impedanla de intrare cu iegirea in scurtcircuil;,, I.

TT

- h', = ij = h. cu lr = o - coeflcientul de transfer invers in tensiune cu intrarea

In got;T

r rl- h:r = i = h, cu U2 = 0 - coefieientul de transfer direct in curent cu iegirea in^l

scurtcircuit;I

- h,, = * = h" cu 11 = Q - conductanla de iegire cu intrarea in gol.

Valoarea parametrilor h depinde de conexiunea in care lucreazätranzistorul, motiv pentru care parametrilor li se atageazä indici, care indicä tipulconexiunii (Ec, cc sau BC). Astfel, se prezintä in tabelul 6.1 indicii parametrilorhibrizi, in cele trei configuratii de circuit.

34

Parametrii h ai tranzistorului bioolar

Intre parametrii naturali gi parametrii hibrizi sunt stabilite urmätoarelerela!ii:

1

i'b,efb"

1

fb,"

.l- fbb' = hr, --,

I- -:- = g.. = hz, - h:r '8r'" ,

'ce

o(-_0mr\- Lb" = "a--Lu,., unde gr = 40.1c, iarfl_frecvenla detäiere a TB.

JIt. | |

6.3. Modul de lucru

{J

hrt

=h .o"11 t)be'

I1lI tt, | (Jtn., | -

Iv

,1

1.

2.

se realizeazä montajul din figura 6.3. se va avea grrjä la respectareapolaritäti i condensatorului electrolitic.Se regleazä din potenliometrul Rg punctul static de functionare altranzistorului bipolar, astfel incät Uce = 4,6 V gi deci lc = 2 mA.se aplicä un semnal un cu niverul de 300 mV gi frecventa de 1 kHz. semäsoarä rrln gi u6g1. Sedeterminä h21 gi h11 cu ajutorul relatiilor:

uou, ro

h-.= R'' -R'''' ,, - rou, uour

Ru u,

.uR"k_r6' ur*uin u,n

Re u,

Tabel 6.1

35

Pararnetrii h ai tranzistorului bipolar

10v

4. SeRs.

Figura 6.3

realizeazä circuitul din figura 6.4, nemodificänd pozitia potenliometruluiSe verificä faptul cä U6s = 4,6 V.

l).

Parametrii h ai tranzistorului bipolar


1. Schemele montajelor folosite in laborator gi datele experimentale.2. Se calculeazä R,n gi Rqa cu parametrii hibrizi determinall experimental gi se

verificä indeplinirea condifiilor de mäsurä:Ro ,, R,n 9i R'5 << Roul.

3. Se calculeazä parametrii naturali ai lranzistorului bipolar. Se cunosc fr = 300MHz,C5"=6pF.


1. Circuite echivalente de semnal mic.2. Condilia de semnal mic.3. Semniflcalia parametrilor hibrizi.4. Cu ce parametru hibrid este echivalent factorul de amplificare Bs?5. Semnificatia parametrilornaturali.6. Relatii de coresponden!ä dintre parametrii naturali gi parametrii hibrizi.

Ec= 10V

Figura 6.4

5. Se aplicä un = 1 V.1$i se cite$te un. Sedeterminä h12 cu relalia: h12 = u;p/ug

6. Se scoate potenliometrul RB din montaj gi se mäsoarä valoarea rezistentei.Notä:Toate conexiunile se vor realiza cu cabluri ecranate.

JO JI

Repetor pe emitor

7. REPETOR PE EMITOR


- determinarea principalilor parametri ai conexiunii colector-comun;- analiza func{ionärii in c.c. gi in semnal mic a unui repetor pe emitor;- vizualizarea semnalelor cu ajutorul osciloscopului;- determinarea amplificärii in tensiune a repetorului pe emitor.

7.2. Considerali i teoretice

in amplificatoarele cu mai multe etaje apare frecvent cerinta de aadapta o impedan!ä de iegire mare la o impedantä de intrare micä. Laaceastä cerin!ä räspunde etajul de amplificare cu tranzistor in conexiunecolector-comun, denumit repetor pe emitor. Acest etaj are impedantä deintrare mare gi impedan!ä de iegire micä.

Schema uzualä e repetorului pe emitor este ilustratä in figura 7.1.

Repetor pe emitor

. Aceste relalii se pot folosi, fie pentru determinarea rezistentelor Rs ii R6,,dacä se cunoagte punctul slatic de funclionare gi E6, fie pentru determrnrreaPSF, da^cä se cunosc Re, Re, ßr $i Ec.

In figura 7.2 se prezintä schema echivalentä de semnal mic a reoeloruluipe emitor, folosind pentru tranzistor circuitul echivalent simplificat cu paramelrihibrizi.

Figura 7.2

Pe baza acestei scheme se pot calcula expresiile amplificärii in lensiune,rezistenlei de intrare gi rezistentei de iegire"

ffi. +l) R

Uin

1,.

^-

R=m

h,,+(F, +t).REL '

R" . [tr,, + (p. + t). R.,_ ]

R, +h,, +(F, +t).Ru,

r,_(L.rU)B- +1

il4j\"" F. +1

unde R", = Rn'RLR.. + R,

Baza tranzistorului este polarizatä prin rezistenta serie Rs de lasursa de alimentare. Semnalul de intrare se aplicä pe bazä, iar cel de iegirese culege pe rezistenta R6 din emitor. Polarizarea bazei poate fi realizatä sicu ajuto_rul unui divizor rezistiv, de la sursa E6.

In regim stafionar se pot scrie relatiile.

Ec= Re'ln+ Uee + (ßr+ 1).RE.lBEc= UcE+ (Fr+ 1) RE.IBlc= ßr ls

se observä cä amplificarea in tensiune este rezistivä (semnalul de iegireeste in fazä cu semnalul de intrare) gi foarte apropiatä de unltate (semnalul deiegire este practic egal cu semnalul de intrare). De aici gi denumirea de etairepetor pe emitor.

Penlru R,,, se oblin valori putin peste 100 kO, iar pentru Roul valori sub100 0.

R

I

I

''lliln,, d hzr'io

I** LJ

R.I RrI

lu"*{

v̂c^ llu------------l r

Figura 7.1

38

h'(,llr,l(lr pr, cilttlrrr

Dcoarece amplificarea in tensiune este ugor subunitarä, s-ar pärea cäetalul repelor pe emitor nu poate introduce distorsiuni. in realitate eldisiorsioneazä semnalul de Intrare dacä acesta variazä in limite largi. Printrecauze mentionäm:

c deoarece rela!ia l6(ls) este liniarä numai in domenii mici de variatie a lui16, rezultä cä la varia{ii mari ale acestuia Be nu mai este constant gi

semnalul de iegire apare distorsionat;D dacä uln variazä in limite prea largi, este posibil ca sä determine

blocarea gi (sau) saturarea tranzistorului, adicä limitarea (decidistorsionarea) semnalului de iegire;

! dacä rezisten{a de sarcinä este de valoare micä, este posibil ca, laniveluri mari ale semnalului de intrare (deci gi de iegire), curentul cerutde sarcinä sä fie mai mare decät curentul le din PSF. deci semnalul deregrre se distorsioneazä.

7.3. Modul de lucru

L Se realizeazä circuitul din figura 7.3. Se regleazä Rs, astfel incät U*r = 5V. Se mäsoarä Rs gi Rs.

='l 0 V

Figura 7.3

Se regleazä R,, la zero gi se aplicä de la generator un semnal de 1 kHz gi

nivelul 0,5 V,.r. Se mäsoarä uo,, gi se calculeazä A,. Se calculeazä Au Si

pe cale teoreticä $i se compafä cu rezultatul experimental.Se creq;te nivelul sernnalului de intrare pänä cänd semnalul de iegireapare dislorsional. Se noteazä amplitudinea acestui semnal gi seconrrrarä crr U , rlrrt PSF.

4.

5.

Repetor pe emitor

Cu un = 0,5 Vu1 se regleazä Rc pänä cänd urn = unl2. in aceastä situa]ieRin = Rs.Se scoate Ro din montaj gi i se mäsoarä valoarea. Se calculeazäpe cale teoreticä R,n gi se comparä cu rezultatul oblinut experimental.Cu un = 0,5 V"1 9i Rn = 0 se conecteazä ca sarcinä o rezisten!ä de 100 O

Se constatä cä tensiunea de iegire este limitatä. Se verificä prin calcul cäde fapt valoarea maximä a curentului cerut de sarcinä este mai maredecät lc din PSF.Pentru mäsurarea rezistenfei de iegire se pasivizeazä generatorul desemnal (us = 0), deci se indepärteazä generatorul de semnal gi in locursäu se introduce in montaj o rezisten!ä de valoare aprcpiatä de cea arezisten{ei de iegire a generatorului, in cazul nostru 620 O. in acest caz inbazä, tranzistorul ar avea Cs in serie cu Rn. Deoarece insä, in aceastäsituafie, condensatorul C6 are numai 100 nF, impedan{a lui la 1 kHz flindde aproximativ 1,6 kO (mai mare ca Rn) se inlocuiegte acesta cu uncondensator cu tantal de 10 nF (se utilizeazä un condensator cu tantaldeoarece are curentul de fugä foarte mic (pierderi mici), mult mai micdecät la condensatoarele electrolitice gi astfel nu influenfeazä ls al TB, dinPSF, care este de ordinul pA). Se aplicä metoda de mäsurä a rezistenleide iegire utilizänd un generator de semnal un in locul sarcinii. Se mäsoaräin gol 500 mV la bornele generatorului de semnal, se conecteazä in loculsarcinii Rs gi se mäsoarä noua valoare u, a tensiunii la bornele sale. Secalculeazä rezistenla de iegire cu relatia:

R- .u,R.ur= "

"u, -uiunde Rn = 600 fl,

f,,

Se comoarä acest rezultat cu valoarea dedusä teoretic.

7.4. Conf inutul referatului

1. Schema montajului de lucru din laborator 9i datele experimentale conformtabelului 7.1.

Relatiile de calcul utilizate pentru determinarea pe cale teoreticä a R,n 9irespectiv Rex1, pf€curTr gi valorlle numerice pentru elementele ce intervin inrelafiile respective.Se determinä amplificärile in curent 9i putere a etajului repetor pe emitor.Se vor reproduce semnalele vizualizate la prunctele 2, 3 9i 4 ale modului delucru.

3

Tabel 7.1

4041

f ir'rr!lrlt lrr liltilol

7.5. Evaluarea cunogtin{elor

1 Sr;hcrna principialä a repetorului pe emitor.2 Explica!i tipul conexiunii tranzistorului, in cazul circuilului repetor

pe ernito r.3. Utilizarea etajului repetor pe emitor.4. Avantajele conexiunii cu colectorul comun.5. Realiza{i o schemä ?n conexiune colecror comun, cu tranzistorul

bipolar polarizat prin divizor de tensiune. se determinä punctulstatic de functionare al tranzistorului (färä valori numerice).6. utilizänd circuitul echivalent simplificat cu parametrii hibrizi pentfuschema de la punctul precedent, se calculeazä R,n, Rog1, A, gi A (färävalori numerice).

Amplifi catoare cu tranzistoare bipolare

8. AMPLIFICATOARE CU TRANZISTOARE BIPOLARE


- determinarea amplificärii, rezisten{ei de intrare gi rezistentei de iegire, lafrecven{e medii, pentru diferite etaje echipate cu un tranzistor bipolar;

- eviden!ierea influenlei condensatoarelor de cuplare gi decuplare asupracaracteristicii de frecven!ä in domeniul frecventelor joase;

- vizualizarea semnalelor pe osciloscop.


in figura 8.1 esle prezentatä schema unui amplificator cu un tranzistornpn in conexiune emitor comun. Punctul static de func{ionare al tranzistoruluieste determinat de valorile rezistenlelor R:, Ra, R6, R7 gi sursa E6, precum gi deparametrii tranzistorului, Fr $i Uee . Condensatorul Cs permite aplicareasemnalului de la generator färä a modifica polarizarea bazei tranzistorului, iarcondensatorul Cg scurtcircuiteazä rezistenta Rz ?ncepänd de la o anumitäfrecventä.

Figura 8.1

Utilizänd pentru tranzistor modelul Giacoletto. se obfine pentru circuituldin figura 8.1, circuitul echivalent ilustral in figura 8.2.

Caracteristica amplificare-irecventä va 1l determinatä de cele patrucondensatoare din circuil Ct,", Ct ., Cs Ei C6. in funclie de aceste valori, räspunsulamplificatorului in frecventä poate fi ?mpä(it in trei domenii:- domeniul frecvenlelor medii, in care amplificarea este practic constantä;

(Br = Bz)

4243

Arr rlrlrlrc;lloar c crr tranzistoare bipolare

- dorneniul trecvenlelor joase, caracterizat printr-o reducere a amplificäriidatorilä prezenlei condensatoarelor Cg gi Cg;

- domeniul frecventelor inalte, in care amplificarea scade datoritäcondensaloarelor Csu gi C5,..

Rr Cs [oo' Cr,"

Figura 8.2

Circuitul echivalent al etajului din figura 8.1, valabil in domeniulfrecventelor medii este prezentat ?n figura 8.3.

un0e:I [],,

8',' | ,r. $l l'', - .-''y'K'r 8-

iar uorl gi urn sunt valori efective., Parametrul y are valori cuprinse intre 1 9i

lucreazä la nivel mic, respectiv mare de injeclie.' Dacä [66 (( ;'o'u rezultä:

Auv = 9. 'Ru

Rezistenla de intrare este datä de relatia:

i,",

foovB

1'"".

(r* +ro.).R"(8.4)

rbb, +rb" +RB

in domeniul frecvenlelor joase, comportarea este determinatä de

condensatoarele Cs gi Cg, circuitul echivalent fiind prezentat in figura 8.4.

Efectul condensatorului de cuplaj Cs se poate pune in eviden!äconsideränd pentru Cg o valoare care asigurä o decuplare perfectä pänä la

frecvente foarte joase. Frecvenla corespunzätoare unei atenuäri de 3 dB, numitäfrecventä limitä inferioarä, este datä de relalia :

R. =Ie=lin

Amp|tficatoare cu tranzistoare bipolare

(8.2)

2, dupä cum tranzistorul

(8"3)

(8 s)

Amplificarea de tensiune in modul (A,r.r = -Aurvr deoarece uo,1 sianlitazä) este datä de relalia.

,t Ll ,.., gn, .f,,,. R" _ 0, .R"'r.'lrl

U,,, lj),,, + rbb, fn "

* frrt

2n.C, .R'

Rr

Figura 8.4

Efectul condensatorului de decuplareconsideränd pentru Cs o valoare suficient de

, unde R'=Re+R,+s" (r*+ro.)R" +roo, +rn,"

*r'""

urn sunt in

(8.1)

C1 poate fi pus

mare, astfel incätin eviden!äsä poatä fi

45

1rRa

Vb,e

Ke = K:ll

Re Vb,e

Figura 8.3

tl*"1

[vlR,llR.

44

Amplificatoare cu tranzistoare bipolare

consideral scurtcircuit la frecvenla cea mai joasä de lucru. obtinem urmätoareaexpresie pentru frecventa limitä inferioarä:

n,llh,, *.,. *(n, *n,)lln,1

F.+1

=Rr llk" +.0. +(p. +r)n,]

cänd cele douä efecte se suprapun, frecvenla limitä de jos va fi mai maredecät fie.care din frecvenfele flr $i fu, dar nu va depägi suma lor.

in cazul in care'iezisienta äin emitor nu este decuplatä se obline un etajcu sarcinä distribuitä. lmpedanta de intrare se märegte, iar amplificärea scade.Din schema echivalentä ilustratä in figura 9.5, se oblin relatiile:

Amplifi catoare cu tranzistoare bipolare

8.3. Modul de lucru

1 . Se identificä montajul experimental din figura 8.7 gi se fixeazä Er; = 10 V.2. Se mäsoarä potenlialele continue ale colectorului U6, emitorului Ur

precum gi la capetele rezistenlei Rs (Uer $i Uaz).3. Se calculeazä urmätoarele valori:

t =E.-U" , - Uu, -Ur,

"R,

ll--=ll^-ll--öt

vb vtu^--U^-u-:

Î"Pr - -lB

Se verificä astfel cä tranzistorul lucreazä in regiunea activä normalä.

8.3.1. Etaj cu un transistor in conexiune emitor comun1. Se realizeazä schema din figura 8.'1 (se fac conexiunile 81- 82, B- C, iar

Cs = Cr gi CE = C5). Se fixeazä frecventa generatorului de semnal f = 20kHz gi se regleazä amplitudinea sursei de semnal pentru a obfine unv =10 mV"r. Se mäsoarä u,, gi u,,,,1 gi se determinä:

a. amplificarea la frecvenle medii Arr= uesl/ uln (8.13)b. rezistenla de intrare R,,,= Lln/ ilp= R1 .u,n/ (uo- u,n) (8.14)

Rezultatele se trcc in tabelrrl 8.1.

f,, =---f-, unde R,,='' 2x.C. .R"

R

Artv

K1

ß-.R.rbb, +rb,e +(po +1).R,

fno

(8.6)

_ *Ln

R.-R"-

uou, -

um

(8.7)

(8.8)

Rs

ugtV

&?'",.(8.10)

(8.11)

(8.12)Figura 8.5

Dacä se considerä iegirea in emitorul tranzistorului obtinem:

[Bo +l) R,-1=l

rbb, +rbe +(p, +l).R,

Pentru a elimina influenta rezistenlelor de polarizarede intrare se poate utiliza schemä bootstrap din figura 8 6.

46

^r - u.

-,.uM -qi

(8.e)

impedan{ei

Figura 8.6

trIII

I

uin

-tl"'"1üu"

vlRg = R3llR4

,"j r

9m vo'"

IL

asupra

47

Arnplilrc;aloare cu tranzistoare bipolare

2. Mäsurätorile qi determinärile de la punctul precedent se reiau pentru toateseturile de valori Cs 9i CE indicate in tabelul 8.1.

3. Pentru Ca = Cr, CE = Cq gi mentinänd u,n = 10 mVgl sa modificä frecventageneratorului de semnal la valorile indicate in tabelul 9.2.

Tabel 8.2

Arrrlrlificaloare cu tranzistoare bipolare

Se mäsoarä in fiecare caz u(,1,r, delerrninändu-se Auv cu expresia de lapunctul 1. Rezultatele se trec in labelttl 2.

8.3.2. Etaje cu sarcinä distribuitä1. Se realizeazä configuratia de etaj cu sarcinä distribuitä (cel din figura 8.1,

dar färä condensatorul C6 9i cu Ce = Cr). Se fixeazä f = 20 kHz, usM = 100

mV"f gi se mäsoarä ua, ue 9i u6s1. S€ determinä Arr',4 9i Rtn cu relatiile de lapunctul 1 al subcapitolului precedent, iarA'un,1 cu relalia:

ar - u.

ûN4 - -uin

Se completeazä tabelul 8.3.

Tabel 8.3

(8. 1 5)

8.3.4. Etaj bootstrap1. Se realizeazä configuralia de etaj bootstrap din figura 8.6 (se fac

conexiunile E - B, 9i Cr - H, iarCr= Cr). Se fixeazäI = 20kHz, u,;v= 100

mVsl gi se mäsoarä us 9i ue. Se determinä AgM cä la punctul 1 al

subcapitolului 8.3.3 9i R,n cu relalia:ll

R," =(R, _ R_) -ru, - u,n

Rezultatele se trec in tabelul 8.3.

8.4. Confinutul referatului

1.

2.

(8.16)

I iixt-tzt

f ü, ,'1v1

IA"I u,,,r[Vl

I 4,,

I u,,,1[V]

ln

rF]^1 eB-v1ln-ni ul.-v4

J vll-v,'j

I "t *"'t

"11-"I \-t -',,,,

10't-

Schemele montajelor de lucru 9i dalele experimentale conform tabelelor.

Se comparä in tabelul 8.1 valorile determinate experimental pentru

amplificarea la frecvenfe medii A,v 5i rezisten{a de intrare R,n a etajului cu

tranzistorin conexiunea cu emitorcomun, cu cele calculate cu relaliile (8.3) 9i

(8.4), considerind roo : 0.

3. Pe baza datelor din tabelul 8.2 se reprezintä pe acelagi grafic variatia

amplificärii Auy in functie de frecven!ä, pentru seturile de valori ale lui cs 9i

cg. se determinä pe grafice frecvenlele limitä inferioarä (punänd condi{ia

atenuärii de 3 dB, adicä Aupl= A, 16) 9i se comparä cu valorile corelate cu

relatiile (8.5) Si (8.6) Se vor comenta rezultatele oblinute.

D

Figura 8.7

usNr = 100ITlVer

ExDerimental Calculat

un

mVue

mVUout

mVAuut A'uu

p| \tn

koAuH.r ^ uivl

R,n

koEtaj cusarcinä

distribuitäEtaj

bootstrap

Tabel8.1Experimental Calculat

u"Ivl uout[V] Auvt R,"Ik0l Auu R,"IkQln-^.^-^vP-u1,vtr-v/vB- v2

i-6,^-iUB-U? I UF-U4

4B49

Amplificatoare cu tranzistoare bioolare

4. se comparä in tabelul 8.3 valorile ob{inute experimental in cazul etajului cusarcina distribultä pentru R'n, Aur,r gi A'urvr cu cere carcurate cu relatiirä 1g.7;,(8.8) Si (8.9), luänd rrn, I 0.

5. Se comparä valoarea ob.tinutä experimental pentru A,ur,a in cazur etajuruibootstrap cu valorile date de relatia (g.9).

8.5. Evaluarea cunostinfelor

1. schemele principiare pentru etaj de amprificare cu tranzistor in conexiune

- emitor comun, pentru etaj cu sarcinä distribuitä gi etaj bootstrap.2. Care sunt diferenlele intre etajele mentionate mai sus?3 Factorii care infruenfeazä räspunsur amprificatoarerormentionate.

9. TRANZISTOARE CU


Tranzistoare cu efect de cämo

EFECT DE CAMP

- prezentarea principiului de funclionare a TEG;- trasarea caracteristicilor statice ale TEC


9.2.1. GeneralitäfiFunclionarea TEC se bazeazä pe principiul efectului de cämp, adicä

controlul conducliei unui canal semiconductor, de cätre un cämp electrictransversal aplicat din exerior. curentul electrlc care sträbate canalul estedeterminat de circulafia unui singur tip de purtätori (cei majoritari), motiv pentrucare TEC se mai numesctranzistoare unioolare.

in funclie de modul in care este röalizat canalul, TEC-urile se impart in:- TEC cu joncliune ffEC-J);- rEc " n'"":'''fäfi':lHli'

9.2.2. Tranzistorul cu efect de cämp cu jonctiuneTEC-J-ul are o structura tehnologicä prezentatä in figura g.1, canalul fiind

delimitat de regiunile de tranzilie care sunt mult mai extinse in regiunea n datoritädopärii sale mai slabe. De regulä, substratul este legat electric intern la grilä.

Fioura 9.1 Figura 9.2

Dacä Uos = 0 (grila legatä la sursä), la aplicarea unei tensiuni Uos I 0,prin canal circulä un curent lp proportional cu Uss. sectiunea transversalä acanalului se micaoreazä mai mult in dreptul drenei, unde diferenla de potentialeste mai mare (figura 9"2). cänd cele 2 regiuni de tranzltie se intrepätrund,cregterea curentului ll inceteazä, valoarea sa rämänänd constantä. Dacä Uos

SubstratFigura 9.2

5051

I I i tr r.t tsk [l| r' c:rr 0fcc1 de cärnp

sträprrrperc, Polaritatea tensiunii up5 nu este determinantä pentru functionarealranzislorului cu efect de cämp. Din considerente tehnologice, pentru tranzistoarele cucanal p se prefena UL,s < 0, iar pentru tranzistoarele cl canal [, Ups > 0.

Dacä pe grilä se aplicä o tensiune negativä fa!ä de sursa, seQiunea translrersalä acanalului se micaoreaä pe toatä lungimea sa, variatia curentului lD cu tensrunea areaceeagi formä, numai cä limitarea sa se produce la o tensiune uos mai micä, iar vatoareacurentului lD este $i ea mai micä decät in cazul U6s = 0. Trasänd grafic variatia lD =f(Ues) pentru mai multe tensiuni U65 se obfine o familie de caracteristici statice de iegirea TECJ,^|lustratatä in figur:a 9"3.

Intrucät rezistenla de intnare in tranzistor este foarte mare (de fapt, o diodä inverspolarizatä), curentul de grilä 16 este foarte mic in comparalie cu curentul de drenä lp, iarcanacteristicile de intnare nu se pot determina.

Valoarea tensiunii u65 pentru care cele douä regiuni de tranzitie se intrepärundpe toatä lungimea, conducänd la disparitia canalului se numegte tensiune de prag up.Pentrutensiuni u65cu lUo, IrlUrl curentul lDestezero,oricarearfi valoareatensiunii

UL,s.

Valoarea limitä a curentului de drena cänd U65 = 0 se numeste curent de drenade saturatie 1p55.

'-- Ucs= UP

Figura 9.3

in regiunea saturatä, caracteristicile de iegire, respedä cu foarteaproximalie, o lege patnatica de forma:

bunä

(e.1)

Tranzistoare cu efect de cämp

9.2.3. Tranzistorul cu efect de cämp cu grilä izolatäTEC-MOS are slruclura lehnologicä prezentatä in figura 9.4. De regulä,

substratul este legat electric intern la sursä. ln absen.ta unei tensiuni aplicate pegrilä, sursa gi drena sunt separate de douä joncliuni p-n- in opozitie, fapt ce nupermite circula-tia unui curenl intre cele douä terminale.

metal

Figura 9.4

Dacä pe grilä se aplicä o tensiune pozitivä fa!ä de sursä, insemiconductor, in imediata vecinätate a stratului izolator de oxid, se acumuleazäo cantitate corespunzäloare de sarcinä negativä, adicä cregte concentralia deelectroni, care sunt purtätori minoritari. Dacä U6s este suficient de mare,concentrafia de electroni depägeqte pe cea de goluri, realizändu-se o inversare atipului de semiconductor la suprafala sa. Se formeazä un canal de tip n carepermite circulalia unui curent intre sursä gi drenä.

Valoarea minimä a tensiunii de grilä pentru care existä canalul senumegte tensiune de prag Up. De remarcat cä TEC-MOS funclioneazä pentru

]uo,lt lu,l.Caracteristicile statice de iegire au aceeagi formä ca la TEC-J. Legea

pätraticä (1) se pune sub forma (2) deoarece lp55 nu mai are semnifica{ie fizicäpentru TEC-MOS:

I^=k (U^-*U-)r (e.2)

unde k [maA/'] este un paramelru constructiv al tranzistorului.TEC-MOS-urile prezentate se numesc TEC-MOS cu canal indus,

deoarece canalul apare ca urmare a acliunii unei tensiuni exterioare. Ele se mainumesc ai TEC-MOS ce funclioneazä prin imbogä(ire, deoarece tensiuneaaplicatä pe grilä conduce la cregterea concentraliei de purtätori fa!ä de situaliatt -nUGS _ U.

Existä gi TEC-MOS cu canal ini{ial la care canalul este creat in timpulprocesului de fabricalie. Ele se mai numesc Si TEC-MOS cu func{ionare prin

/ \2/ It \| .- r I r "cs Il , r rrr'l rI TT I\ "P ./

oxid

semiconductor p

' t | - 4 \/, vGS--t v

r I l^^= -) \lr -9ö

52

De mrnarrirl ritr, irrloldeauna tensiunile Ucs gi Ucs sunr opuse ca semn

I t;tt t" i-Jr r;ll r r ,t t 1[t't I t ll r;illl t(t

tlt'ttltltrtt'1trt1r,1111111;1 ill)liülli) Ft grilä conduce la scaderea concentratiei purtätorilor de!;tf (ililil (llll (;ilH1.

In t;rtrlul 9. 1 sr prezintä simbolurile pentru toate tipurile de TEC, polaritatealx)n()lor l)cnlru funcliorrare non.nalä qi sensul real al curentului de drenä.

Observa!ie practicäDeoarece dispozitivele semiconductoare de tip Mos se pot distruge destul de

u$or, din cauza decarcarilor electroslatice, la manevnarea acestora sunt necesare cätevamäsuri de precautie, dugä cum unreazä:

54

Tranzisloare cu efect de cämo

- cänd se lucreazä cu MOSTEC-uri, uneltele trebuie sä fie legate laimpämäntare (pistol de lipit, palent etc.);

- dispozitivele MOS trebuie pästrate (pänä la conectarea in circuit) cuterminalele infipte in material antistatic expandat;

- este intezisä aplicarea unui semnal de intrare, cänd circuitul nu estealimentat in c.c..

9.3. Modul de lucru

1. Se determinä lps5 gi Up pentru un TEC-J cu canal tip n, BFW1 1 .

2. Se realizeazä montajul din figura 9.5 gi se traseazä caracteristicile staticelp = f(U5s), completändu-se tabelul 9.2.

Figura 9.5

Se determinä Up pentru un tranzistor TEC-MOS cu canal n indus lil)KF521.Se realizeazä montajul din figura 9.6 gi se traseazä caracteristicile stalic:r:de iegire lp = f(Ue5), completändu-se tabelul 9.3.

Tabel 9.1

--)

OuJF

Canal n Canal p

o

Cg

c$

a

OIIJF

=".=

co

ao

IUF

Figura 9.6

55

Tabel 9.2

Tlanzisloare cu efecl de cämo


1. Montajele de lucru gi tabelele cu date experimentale.2. Caracteristicile gr:afice lp = f(Uos) conform tabelelor de date.3. Calculali din grafic transconductanta

dIêm

0U cspentru Ups = 10 V, cu relaliile teoretice deduse din expresiile (91) qi (9.2) 9icompara{i rezultatele. Depinde g, de Ues in regiunea saturalä? Dar de U65?

4. Calculali grafic panta canacteristicilor in regiunea nesatumtä.rlT

Dr durr'pentru douä valori ale lui U6s. Depinde g, de U65?

9.5. Evaluarea cunogtintelor

1 Explicati functionarea unui TECJ.2. Polarizarea unui TECJ.3. Cäte jonctiuni are un TECJ?4. Explic€ti funclionarea unui TEC-MOS.5, cauza dislrui;erii accidentale a unui rEC-MOS, care nu este montat in circuit si

masuri dc precautie,

6 Crrrcnlii rlc rln:rr;r ai TECJ Si TEC-MOS.

56

Aplicaliiale TEC

10. APLICATII ALE TEC


- prezentarea unor circuite de bazä cu TEC- mäsurarea performantelor circuitelor realizate cu TEC.

10.2. Considerafii teoretice

10.2.1. GeneralitäliTranzistoarele cu efect de cämp au o serie de aplicalii interesante care

valorificä proprietäfile lor specifice gi avantajele pe care le prezintä fatä detranzistorul bipolar. Astfel, tranzistoarele cu efect de cämp se utilizeazä inschemele unde este necesarä o impedanfä foarte mare de intrare gi distorsiunimici.

Un avantaj important fa!ä de tranzistorul bipolar este dependenfa redusäde temDeraturä a caracteristicilor statice.

in practicä, se poate folosi tranzistorul cu efect de cämp, combinat cutranzistorul bipolar, valoriflcändu-se avantajele celor douä dispozitivesemiconductoa re.

10.2.2. Etaj de amplificareTEC-urile pot fi folosite ca amplificatoare. Etajele de arnplificare cu TEC

au avantajul unei rezistenle de intrare foarte mari 9i prin alegereacorespunzätoare a PSF, a unei bune comportäri cu temperatura. Amplificarearealizatä este relativ micä, deoarece transconductanla g, la TEC este cu un ordinde märime mai micä decät cea a tranzistorului bipolar.

in figura 10.1 se prezintä un etaj de amplificare in conexiune sursäcomunä, cu TEC-J tip BFW1 1. Rezistenfele R5 gi R6 asigurä polarizareaautomatä a grilei fa!ä de sursä prin cäderea de tensiune Rs lo produsä de lp pe

Rs 9i legarea grilei prin R6 la potenfialul masei. In acest fel Ucs = -Rs In.

Condensatoarele se aleg astfel incät ele sä fie scurtcircuitate la frecventa delucru. Se observä cä rezistenta de intrare in montaj este practic egalä cu R6,

deoarece Rtru rFc = €.

10.2.3. Rezisten!ä controlatä in tensiuneIn regiunea nesaturatä adicä pentru tensiuni Ue5 mici, inclinarea

caracteristicilor (care reprezintä conductanla TEC intre drenä gi sursä) estedependentä de tensiunea U65 (figura 10.2). Deci TEC poate fi folosit ca o

rezistentä a cärei valoare poate fi controlatä de o tensiune continuä, deci poate ficontrolatä electric. Cu aceastä func-tie, TEC-urile se folosesc de regulä incircuitele de stabilizare a amplitudinii ?n oscilatoare.

Tabel9.3

57

+ Voo='l 0 V

Figura 10.1

Aplicatii ale TEC

+ Voo

D

rtgura tu.z Fiqura 10.3

10.2.4. Sursä de curent constantTEC-J in circuitul din figura 10.3 are grila polarizatä automat de curentul

lD ce produce o cädere de tensiune pe Rs. Deci, U6s = - R5.lp.Dar lp, funclie de U65, poate fi dedusä prin legea pätiaticä a caracterlsticii

in regiunea saturatä:

Apticatiiate TEC

Eliminänd U65 inlre cele douä relatii:

f, r ffil, urll up ,) / u" ( tJ, )lrr - - | |

--

r t_ _ | .---- - i , I" R" | | 2Rs .tDss / I R, .IDss (4Rs .tDs. )l, L. / | r -u:

Relafia oblinutä este complicatä ca formä, dar pune in evidenfä un faptinteresant: curentul ls pentru un TEC, nu depinde decät de rezistenta Rs gi esteindependent de tensiunea de alimentare. Deci, circuitul este un generator decurenl constant a cärui valoare se fixeazä prin alegerea rezistenlei R5.

De remarcat cä o sursä de curent constant realizatä cu TEC-J are douäborne, fa.tä de 3 borne cäte are un circuit cu aceeagi functie realizat cu tranzistorbipolar.

10.3. Modul de lucru

J,",

1. Se realizeazä etajul de amplificare din figura 10.1 .

2. Se mäsoarä Up5 gi Ups = - Ucs. Se calculeazä lp = Ups/Rgcu valoarea lui le calculatä teoretic.

Se comparä

3. Se aplicä la intrare un semnal sinusoidal u,n = 100 mVur $i frecventa de 1

kHz. Se mäsoarä uout gi se calculeazä Au.4.5.

o.

7,

8.

Se scoate tranzistorul din montaj gi se mäsoarä les5 gi Up.Se realizeazä atenuatorul controlat in tensiune din figura 10.4 gi semäsoarä atenuarea ä = uoui/rJ,n p€ntru U65= 0, -1, -2, -3 V.Se realizeazä montajul din figura 10.5.Se citesc valorile lui ls pentru Voo = 10 V Si 20 V.Se inlocuiegte rezlstenta de 1 ko cu alta äe 2,7 ka gi se repetä punctul 7.Ce reprezintä valoarea lui lp pentru Rs= 0?

-V5

Uos=0V

Ucs=-1 V

Figura 10.2

C 100nF

Figura 10.5

58

l6 = lp5s (1-U65/U1,)?Figtrra 10.4

qq

Aphcirlii alc TEC

1 0.4. Conlinutul referatului

1. Schemele utilizate in lucrare gi datele experimentale.2. Pentru circuitul din figura 10.'1 se deseneazä schema echivalentä de

semnal mic Ai se deduce teoretic expresia ampiificärii. Se calculeazävaloarea acesteia in cazul concret din figua 10.1 gi se comparä rezultatulcu cel exoerimental.

3. Pentru montajul din figura 10.5 se calculeazä din rela{iile teoreticevaloarea lui le gi se comparä cu datele experimentale.

1 0.5. Evaluarea cunogtinfelor

1. Tensiunea V65 trebuie sä fie pozitivä sau negativä, pentru ca un TEC-Jcu canal p sä funclioneze?

2. Ce esle 111s';1i?

3. Urr TEC-J cu canal n, are curentul de drenä de 12 mA gi rezistorul dinsrrrsä Rs de 120 Q. Se calculeazä V6s.

4. Circuitul echivalent de semnal mic al unui TEC-J.5. Cum funclioneazä un TEC-J ca sursä de cufent constant?6. Care sunt parametrii determinan{i pentru amplificarea in tensiune a unui

etaj de amplificare in conexiune sursä comunä?

Dispozitive optoelectronice

1 1. DISPOZITIVE OPTOELECTRONICE

1 1.1. Obiectivele lucrärii

- prezentarea dispozitiveloroptoelectronice;- studiul circuitelor simple cu dispozitive optoelectronice.

1 1.2. Considerafii teoretice

in categoria dispozitivelor optoelectronice inträ dispozitivele caretransformä energia electricä in radialie opticä sau invers. Dispozitivelesemiconductoare optoelectronice pot fi impärtite in trei categorii:

- fotodetectoare - care detecteazä semnalele oplice prin procese electrice;din aceastä categorie fac parte: fotorezistorul, fotodioda, fototranzistorul Ei

fototiristorul.- electroluminiscente - care transformä energia electricä in radialie opticä;

din aceastä categorie fac parte dioda fotoemisivä (LED-ul) gi dioda laser.- celule fotovoltaice sau celule solare - care transformä energia radialiilor

optice in energie electricä.La baza funclionärii dispozitivelor optoelectronice gi a celulelor solare stä

procesul de generare a purtätorilor mobili sub acliunea radiatiilor. Acest efect estenumit efect fotoelectric intern. Dacä un electron din banda de valen!ä a unuimaterial semiconductor este ciocnit de un foton cu o energie mai mare decatlätimea AW a benzii interzise, atunci electronul trece in banda de conductie,rezultänd astfel doi purtätori mobili de sarcinä suplimentari: un electron in bandade conduclie gi un gol in banda de valen!ä. Probabilitatea trecerii electronului dinbanda de valen!ä in banda de conduclie este maximä atunci cand h = AW.

La baza funcfionärii dispozitivelor electroluminiscente stä procesul derecombinare radiativä a purtätorilor in exces dintr-un semiconductor. Concentraliade purtätori in exces se poate realiza prin injeclie cu ajutorul unei joncliuni p-n, Latrecerea unui electron din banda de conduclie in banda de valentä se pune inevidentä o anumitä cantitate de energie care poate fi cedatä re{elei cristaline subformä de energie termicä sau poate fi emisä sub formä de energie luminoasä.Raportul dintre numärul recombinärilor radiative gi neradiative depinde de naturasemiconductorului, La Ge 9i Si acest raport e foarte mic, fiind mai mare lacompugi din familia Ga As. Energia fotonilor emigi este practic egalä cu lälimeaAW a benzii intezise.

Fotorezistorul - constä dintr-o peliculä semiconductoare policristalinädepusä pe un supod izolator. in absenfa fluxului lumincs, rezisten.ta peliculeifotoconductoare este foarte mare (1 MO) gi este denumitä rezistenlä de intuneric.in prezenta unui flux luminos se genereazä perechi electron-gol prin efectfotoelectric intern, iar rezisten[a scade pänä la circa 100 Q. Simbolul este ilustratin figura 11.2a.

Fotodioda este un dispozitiv semiconductor ce con{ine o joncliune p-n

care func{ioneazä in polarizare inversä (simbolul este prezentat in figura 11.2b).Curentr-rl invers este controlat cu ajutorul perechilor electron-gol generati in

OU 61

Dispozitive optoe I ectron ice

interiorul ei gi in vecinätatea regiunii de tranzilie. in absen{a fluxului ruminos,joncfiunea polarizatä invers este parcursä de curentul de säturalie denumit gicurent de intuneric. Electronii gi golurile produse de fluxul luminos in regiunea detranzi.tie sunt trecu{i de cämpul existent ?n cele douä regiuni neutre.

Purtätorii minoritari produgi in regiunile neutre difuzeazä cätre regruneade tranzilie gi cei care ajung ra marginire ei sunt treculi de cämp ?n cearartäregiune neuträ, contribuind astfel la cre$terea curentului prin ionctiune. prinurmare, o cregtere a intensitätii luminii, exprimatä in mwcm2, prodrce'o cregrerepropo(ionalä a curentului invers (figura 11.1).

Figura 11.1

Fototranzistorur are joncliunea corectorurui fotosensibirä, expusä Ialuminä printr-o lentilä incastratä in capsula tranzistorului. Jonctiunea emitoruluiare rolul de a amplifica fotocurentul prin intermediul efectului

'Oe tranzistor. in

absenta luminii, prin tranzistor circulä, doar curentul rezidual lcEo= (Fr + 1) .lceo,generat te-rmic, de valoare foarte micä (de ordinul nA) si este numii curent oe?ntuneric. in funclionare, cänd.rumina

"aäe pe joncliunea corectorurui, ia nagtere

un cure.nt de bazä 11, propo(ional cu intensitatea luminii. ca urmare apare uncurent de colector proportional cu 11.

conslructiv, fototranzistorul are douä variante: cu douä sau cu treiterminale. in configuratia cu trei terminale, fototranzistorul poate fi utilizat ca oricetranzistor bipolar, indiferent dacä se exploateazä sau nu proprietatea lui defotosensibilitate. simbolul fototranzistorului este ilustrat in Rgurä t i.zc.

variantä specialä a fototranzistorulul este fotoda-rlington-ul, ce constädlntr-un montaj de tip Darlington, realizat cu un fototranzistör gi un tranzistorobignuit. Datoritä cägtigului mare in curent, acest dispozitiv preziniä un curent decolector mult mai intens gi o fotosensibiritate mai pronuntatä decätfototranzistoarele obignuite.

Fototranzistoarele au o gamä largä de aplicatii, printre care circuitere curelee utilrzate pentru deschiderea automatä a ugilor, nrmärarea unor obiecte 9idiverse lipuri de slsteme de alarmä.

0:,)

Dispozitive optoelectronice

\--f_f-

\^

Figura 11.2

Fototiristorul funclioneazä, in principiu, ca orice tiristor, cu excepfiafaptului cä poate fi amorsat gi printr-un flux luminos. La cele mai multefototiristoare, poarta este accesibilä gi printr-un terminal extern, pentru cadispozitivul sä poatä fi amorsat gi prin impulsuri electrice, similar tiristoarelorconven!ionale.

Dioda electroluminiscentä (LED-ul) este o diodä semiconducroare ceemite radiatii luminoase cänd este polarizatä direct (figura 11.4a). Electronii unuidispozitiv polarizat directlraverseazä jonctiunea pn, plecänd din iegiunea n gi serecombinä cu golurile din regiunea p. Electronii liberi se aflä ln banda deconductie, la un nivel energetic superior celui al golurilor din banda de valen{ä. inprocesul de recombinare, electronii ce se recombinä cu golurile elibereazäenergie sub formä de cäldurä gi luminä. un strat de material slmiconduqor cu osuprafa!ä liberä de dimensiuni relativ mari permite eliberarea fotonilor sub formäde luminä in spectrul vizibil. ln procesul de dopare se adaugä diverse impuritälipentru a impune lungimea de undä a luminii emise. Lungimeä de undä determinäculoarea luminii gi apartenen{a la spectrul vizibil sau invizibil (infrarogu). LED-urilese realizeazä din arseniurä de galiu GaAs (infrarogu), fosfoarseniuia ce gatiucgfsP (rogu sau galben) sau fosfurä de galiu Gap (rogu sau verde). exisia giLED-uri cu luminä albasträ, dar cele cu luminä rogie sunt iele mai räspändite.

Tensiunea directä aplicatä LED-urilor trebuie sä fie mai märe decät incazul diodelor cu siliciu gi are valori cuprinse inlre 1,2...3,2 V, in funcfie de tipuldispozitivului, dar tensiunea inversä de sträpungere este mult mai micä la LED-uri(tipic 3...10 V).

LED-urile se utilizeazä la lämpile indicatoare gi la cifrele de afigaj penrru ogamä largä de instrumente, de la aparatele electiocasnice pänä la cete oelaborator. un tip foarte räspändit de dispozitiv de afigare cu LED,uri este celula deafigare cu gapte segmente. Acesta este un ansamblu de 7 diode fotoemisive, alecäror catozi sau anozi sunt comuni. prin combinalii ale segmentelor se formeazäcele zece cifre, de la 0la 9 (figura 11.3), eventuat punctut de separa{ie al pärtiizecimale.r=-f Irt t l

tlrJ | || r: -JI

I

I

_rl_l

I

tlt!

nFigrrra 11.3

o5

Dispoeilive optoelectronice

Diodele care emit in infrarogu inträ in componenta aparatelor carefolosesc cuplaje optice, adeseori aläturi de fibre optice. Aplicatiile lor sunt diverse:prelucrärile gi comenzile tehnologice din industrie, sesizoarele de pozi!ie,cititoarele de coduri de bare, comutatoare optice, telecomenzi etc.

Dioda laser este un dispozitiv semiconductor ce con{ine o jonc{iune p-nformatä din douä straturi de arseniurä de galiu dopatä (figura 1'l .4b). Lungimeajoncliunii p-n determinä cu exactitate lungimea de undä a luminii emise. La unuldin capetele joncliunii se aflä o suprafatä puternic reflectantä, iar la celälalt capät,una partial reflectantä, realizate prin lustruirea materialelor. in functionare,jonctiunea p-n este polarizatä direct.

Pe mäsurä ce electronii traverseazä joncliunea are loc recombinarea,exact ca la o diodä semiconductoare obignuitä. cänd electronii se recombinä cugolurile se elibereazä fotoni. Fotonii emigi pot ciocni alfi atomi care la rändul lor,elibereazä fotoni. cänd curentul direct cregte, in regiunea golitä pätrund mai mul{ielectroni, ceea ce duce la emisia unui numär mai mare de fotoni. La un momenrdat, cätiva dinlre fotonli catre se deplaseazä haotic prin regiunea golitä, ciocnescperpendicular suprafala reflectantä. Acegtia revin in regiunea golitä, ciocnind alfiatomi gi eliberänd fotoni suplimentari, prin efectul de avalangä. Migcarea de ,,du-tevino" a fotonilor se amplificä 9i ei se acumuleazä ca intr-un bulgäre, pänä cänd seformeazä un fascicul laser foarte intens, care päräsegte dioda prin suprafalapa(ial reflectantä a joncliunii pn.

Toti fotonii eliberali in acest proces sunt identici din punctul de vedere alnivelului energetic, al defazajului gi al frecvenfei. Prin urmare, din dioda laser seemite o luminä intensä cu o singurä lungime de undä, adicä luminä coerentä, spredeosebire de LED-uri ce emit luminä necoerentä

Diodele laser sunt caracterizate de un nivel de prag al curentului. Astfel,la curen{i mai mari decät nivelul de prag, efectul laser va fi anulat, diodacomoortändu-se ca un LED.

Diodele laser sunt folosite in blocul de culegere a semnalului alcititoarelor de cD-uri sau DVD-uri. Informa{ia audio sau video este inregistratädigital, pe suprafala CD-ului sau DVD-ului, sub formä de adäncituri gi suprafelenetede. O lentilä focalizeazä fasciculul laser de la diodä pe suprafala CD-ului/DVD-ului. Cänd CD-ul/DVD-ul se rotegte, lentila gi fasciculul laser urmärescpistele, fiind actionate de un servomotor. Lumina laser este reflectatä deadänciturile gi suprafefele netede de pe CD/DVD, prinlr-un sistem optic cu lentiläcätre nigte fotodiode detectoare in infrarogu. Semnalul de la iegirea fotodiodeloreste apoi utilizat pentru reproducerea sunetului inregisliat digital.

Dispozitive optoel eclron ice

,' Celula fotovoltaicä - constä dintr-o jonctiune p-n de arie mare care, subacliunea unui flux luminos, produce o tensiune electromotoare. Purtätorii generafiprin efect fotoelectric intern in regiunea de tranzitie sunt treculi de cämpul electricin regiunile neutre, electronii in regiunea n, iar golurile in regiunea p. La aceStiase adaugä purtätorii minoritari produgi in regiunile neutre in imediata vecinätate a

regiunii de tranzilie care sunt treculi de cämp in regiunile neutre opuse. in felulacesta in regiunile neutre se acumuleazä sarcini spa{iale, ce determinä aparitiaunei diferente de potential intre ele.

Optocuploarele au fost concepute pentru a realiza o izolare electricätotalä intre un circuit de intrare gi unul de iegire. Scopul izolärii este protejareaanumitor elemente de circuit de värfurile de tensiune tranzitorie, desupratensiunile accidentale sau de zgomotul de joasä frecvenlä, care ar puteaavea ca efect un semnal de iegire eronal sau deteriorarea unui dispozitiv.Optocuploarele mai permit realizarea unei interfete intre circuite cu niveluri detensiune diferite sau cu potentiale de masä diferite.

Circuitul de intrare al unui optocuplor este de obicei un LED, insä circuitulde iegire se poate prezenta sub mai multe forme gi poate conline unfototranzistor, un fototiristor sau fotodadington. Acestea sunt agezate fatä in fatä,la o distan!ä foarte micä, intr-o capsulä unicä (figura 11.5).

3.i f\. r-,'---.LJ \äii\/ii --.,-L+-.

t

Figura 11.5

Fibrele optice constituie o cale de cuplare a unui dispozitiv ce emiteluminä cu un fotodetector, printr-un cablu prin care lumina se poate propaga.Aplicatiile lor sunt in domeniile comunicafiilor, electronicii medicale, reglajelorindustriale, sistemelor cu microprocesoare sau sistemelor de sigurantä. Cabluriledin fibrä de sticlä sunt utilizate pentru asigurarea unui transfer maxim la cuplareadispozitivelor optoelectronice. Exploatarea fibrelor optice se bazeazä pe principiulreflexiei interne.

Orice material prin care lumina se poate propaga este caracterizat de unindice de refraclie, n. Astfel, o razä de luminä incidentä pe suprafa{a de separaredintre douä materiale cu indici de refractie diferiti va fi ori reflectatä, ori refractatä,in funclie de'unghiul sLrb care lumina ajunge pe suprafata respectivä, numlt unghide incidentä.

Fibra de sticlä este protejatä la exterior de un strat de sticlä cu indicele derefractie mai mic decät cel al fibrei. O razä de luminä ce pälrunde prineltremitatea cablului se va refracta ca in fioura 1 1.6.

64

Figura 11.4

65

flt Figura 1 1.6

cristalele lichide sunt elemente optoelectronice de afigare, reallzate pebaza lichidelor anizotrope, care se aflä in stare intermediarä, m'ezomorfä, situatäintre starea solidä gi cea lichidä. cristalele lichide sunt substanfe organice, careapartin compugilor arom_atici sintetizali pe cale chimicä. sub influentä unui cämpelectric extern, se modificä dispunerea molecularä a cristalului lichib, ducänd lamodiflcarea proprietäfilor optice ale acestuia. spre deosebire de dispozitivele deafigare cu diode electroluminiscente, cristalul lichid nu emite luminä. iunctionareasa se bazeazä pe reflexia gi transmisia luminii (functionare pasivä).

11.3 Modul de lucru

1.

| )lllrullllv+: r r;rltrolqrl;l g 1y1111'1,

Razä emergentä

Razä incidentä

1 1.4. Confinutul referatului

Schemele montajelor de lucru 9i datele experimentale culese.sä se proiecteze un circuit pentru comanda unui dispozitiv cifric de afigare cu$apte segmente care sä poatä afiga orice cifrä de la 0 la g. Fiecare seqmentva fi parcurs de un curent de 20 mA *. 10o/o, iar alimentarea se va face di ra osursä de curent continuu de + 12 V.

1 1.5 Evaluarea cunositinfelor

Utilizärile dispozitivelor semiconductoare optoelectronice.Clasifi carea dispozitivelor optoelectronice.Functionarea fotodiodei.ce se intämplä cu emisia de luminä a unui LED la cresterea curentuluidirect?

se mäsoarä valoarea unei fotorezistenle la intuneric ai la diferite grade deiluminare, utilizänd diverse filtre colorate.se introduce fotorezistenJa in circuitul prezentat in figura .l 1.7 gi se mäsoarävarialiile poten{ialului de colector la variatia iluminärii fotorezistentei.se mäsoarä curentul de intuneric. la diferite grade de iluminare, pentru ofotodiodä, folosind circuitul din figura 1.1.8.se introduce o fotodiodä intr-un circuit de forma celui arätat in figura 1.1 .g pise mäsoarä varialia potentialului de colector la varialia iluminärii folodioder.Se repetä punctele 3. gi 4. pentru un fototranzistor.

Dispozitive optoelectron lce

5. Cäderea de tensiune directä pe un LED esle 0,6... 0,7 V?6. Ce esle curentul de intuneric?7. Ce semnificatie are cuväntul LASER?8. Un fototranzistor poate lucra la intuneric?L Ce este optocuplorul?10. ce diferentä este intre dioda care emite in spectrul infrarogu gi dioda

laser?

10v 10v

Figura 1'1.7 Figura 11.8

10 v

1.

2.

4.

Fir;ula 11.9

OD

61

Stucliul tirislorului

1 2, STUDIUL TIRISTORULUI


- punerea in eviden!ä a caracteristicilor curent-tensiune ale unui tiristor;- determinarea pe cale experimentalä a curentului de menfinere gi a celui

de acrogare (agä!are).

12.2. Considera{ii teoretice

Tiristorul este un dispozitiv semiconductor format din ,patru straturisemiconductoare alternativ dopate, ce con{in trei joncfiuni pn. ln construclianormalä are trei electrozi. anodul A, catodul K 9i electrodul de comandä (poartäsau grilä) G.

Aceastä structurä cu trei joncliuni, permite tiristorului sä lucreze latensiuni gi curenti mari, atät in regim de c.c., cätgi in regim de c.a.. Se utllizeazäin diverse circuite de comandä a motoarelor (invertoare sau convertizoarestatice), in circuite de reglare a puterii, in circuite de comandä a releelor gi incircuite de protec-tie la supratensiune.

Structura gi simbolizarea tiristorului se prezintä in figura 12.1.

Studiul tiristorulur

Ca gi tranzistoarele, tiristoarele sunt realizate in diverse capsule, deobicei din material plastic. Tiristoarele de putere au capsule metalice preväzutecu gurub- de prindere pe radiatoare.

In functie de modul de polarizare, se disting cäteva regimuri defunctionare, aga cum se observä pe caracteristica curent-tensiune rlustratä infigura 12 3.

Figura 12.3

in polarizare directä, aplicänd o tensiune continuä (Un) cu ,,+" pe anod gi

,,-,, pe catod, dar un curent de grilä nul (16 = 0) , tiristorul prezintä douä stäri stabilede functionare.

- blocare directä (portiunea 0A din caracteristicä)- conduclie (po(iunea BC)

La atingerea tensiunii de amorsare (Us6), tiristorul trece brusc in stareade conduclie, iar curentul lo cregte brusc la valoarea ls (curent de acrogare -latching current), pentru.ca apoi sä creascä aproximativ liniar, odatä cu märireatensiunii aplicate Ua. Astfel, curentul poate atinge valori periculoase pentrudispozitiv. De aceea, in practicä se inseriazä cu tiristorul, o rezistentä de limitarea curentului.

Tiristorul afländu-se in stare de conductre gi scäzänd tensiunea aplicatäin sens direct, curentul va scade sub valoarea de acrogare, pänä la valoarea ls(curent de mentinere - holding current). Scäzänd in continuare tensiunea,curentul scade brusc la zero.

Atunci cänd 16 > 0, tiristorul inträ in conductie pentru tensruni Ua < Us6,

caracteristica este asemänätoare (po(iunea DE), dar tensiunea de intoarcereeste cu atät mai micä cu cät curentul de grilä este mai mare

ADFigura 12.1

Structura internä a unui tiristor poate fi asimilatä cu cea aformat din douä tranzistoare, a$a ca in figura 12.2.

unui circuit

6B

Figura 12.2

69

',lr ir lrr rl lrr r',lorrrlrrr

In prrlarrzare inversä, trristorul se comportä ca o diodä semiconductoareot)riinrtä pr:larrzatä invers. Dispozitivur va rämäne brocat, pänä ra atingereatensrLlnil rRverse maxrme, cänd se va produce o cregtere rapidä a curenturuiinvers, ceea ce duce la distrugerea tiristorului prin efect iermic.


1. Se realizeazä montajul din figura 12.4.

Studiul tiristorului

10 A 12V

Figura 12.5

1 2.4. Conli nutu I referatul ui

1. Datele exoerimentale culese.2. Se va trasa caracteristica directä gi se va determina tensiunea de prag U; gi

rezistenla tiristorului cu relafia:

AU^'r alo

3. Cu datele oblinute se va ridica caracteristica de pierderi p1 = f(l1ay) cu relatia

P, = U, 'Itou * r, 'I'rnuts

unde llav reprezintä valoarea medie a curentului prin tiristor, iar llqrvs - valoareaefectivä a curentului prin tiristor.


1. Structura tiristoruiui.2. Modelul echivalent al tiristorului.3. Functionarea tiristorului in polarizare directä.4. Condifia de amorsare a unui liristor.5 Conditia de blocare a unui liristor aflat in conduclie.6. ce se intämplä cu tensiunea de basculare a tiristorului, dacä tensrunea

de comandä pe grilä cregte?

s

Figura 12.4

cu pontenliometrul pe o valoare micä se apasä butonul de comandä K. seobservä la ampermetrur A dacä tiristorur a inirat in conductie. npoi ." Ä"rest"rezrstenta potentiometrului p gi se va citi valoarea curentului la care tinstorulrese din conductie curentur cade brusc ra zero). Aceasta este curentur dementinere lg.Pentru determinarea curenturui de acrogare se pune potentiometrur p pevatoarea maximä se apasä pe butonur K, observänd dacä tirisiorur rämane inconductie dupä deschiderea rui K. Se micaoreazä p, repetäno opeirii" panacänd tiristorur rämäne in conduclie dupä döschioerea rui Ky Varoarea minimäa curenturui la care tiristorul rämäne in conducfie dupä deschiderea lui K estecurentul de acrogare lL. Atät pentru lp, cät gi pentru 11 se vor face treimäsurätori. luändu-se valoarea medie.se realizeazä montajur din figura 12-s. cu p pe varoarea maximä se apasä K.1un timp scurt, observänd amorsarea tiristorülui prin trecerea curentutui prinampermetrul A, chiar dupä eriberarea rui K1. se fixeazä cu p vatoaÄa Järta acurentului gi se inchide apoi K, citind ra vortmetru varoarea tensiunii pe tirsror.Voltmetrul se va introduce in circuit prin apäsarea butonurui k, nu,'"idupä ce tiristorul este in conduclie; attfer existä pericotul oeteriorariivoltmetrului.

II70

$lrrrlrrrl til:,Jrozilrvclor rnullijonctiune - triacul gi diacul

13. STUDIUL DISPOZITIVELOR MULTIJONCTIUNE -TRTACUL $r DTACUL


- f amiliarizarea cu dispozitivele semiconductoare multijoncliune ;- studiul modalitälilor de comandä pe grilä a unui triac;- punerea ?n eviden!ä a fenomenului de conductie bidirectionalä la aceste

dispozitive;- tfasarea caracteristicilor statice de funclionare.

1 3.2. Considerafii teoretice

13.2.1.Triacul (TRIAC - Triode Alternating Current)Triacul este un dispozitiv multijonc{iune (cu cinci sau mai multe jonc{iuni),

care este echivalent cu 2 tiristoare montate antiparalel gi preväzute cu un singurterminal de comandä (figura 13.1 .).

Simbolul utilizat in electronicä este arätat in figura 13.2, unde terminaleletriacului se numesc electrozi (Ar gi Az) gi grilä G.

A2

Figura 13.1 Figura 13.2

Triacul este ulilizat in circuite de reglare a puterii medii furnizate uneisarcini.

Spre dcost:birer de tiristor, lriacul are proprietatea de conducliebidirec{ionalä, irr frrnclic tk: polarilalr:a tensiunii aplicate intre cei doi electrozi A1 gi

A;'. Triacul arc c:i,rrirr;tcrrslrt:it slalic:ir clc tunclionare simetricä (in cadranele lgi lll)gi este itlcrtlrr;il (:u l urut lrrtt-lor (lrryrra 13.3)

Din lrirlrr: ,,r' prrirlr,t{rrnilr(;lt cä potentialul de basculare scade lacre5lcrrrir rrlrlrrlrilut rlt. 1;rrlrt lrrirr:rrl sc blocheazä alunci cänd curentul anodicst;atlc srrlr vlloiltlrr r.lrr,lrlrrlrrt rlt'rtrlltlicrtcrc lir. Prin urmare, se poate spune cä

72

Slrrrlirrl rlispozitivelor multijoncliune - triacul gi diacul

unica modalitate de a aduce un triac in stare de blocare este de a reduce curentulcare-l parcurge pänä la o valoare suficient de scäzutä.

Figura 13.3

in regim de curent alternativ, triacul se aflä in stare de blocare (in ambelesensuri), atät timp cät curentul de grilä este nul gi lensiunea aplicatä intreelectrozii A1 gi 42 nu depägegte tensiunea de basculare Uss. Pentru a controlatriacul cu ajutorul grilei, este necesär ca tensiunea de basculare sä fie mai maredecät amplitudinea tensiunii alternative aplicate intre Ar gi 42. De remarcat, cä

odatä amorsat, triacul rämäne in conductie, in intervalul de timp cänd pe grilä

este aplicat semnal. La intreruperea semnalului din grilä, triacul rämäne inconducfie pänä la sfärgitul semialternanlei respective.

13.2.2. DiaculDiacul este un dispozitiv multijoncfiune, asemänätor cu triacul, dar care

nu are grilä. Cele douä terminale ale diacului se numesc electrozi ,A1 9i 42.

Simbolul este prezentat in figura 13.4.

Figura 13.4

:;lurlul (lis[)o./tltvelor multijonctiune - triacul Si diacul

circuitul echivalent al diacului cuprinde patru tranzistoare, la fel ca latriac, cu deosebirea cä nu existä grllä.

Deoarece, diacul este o componentä bidirectionalä, caracteristica sa va fisimetricä fatä de origine gi este situatä in cadranele lgi lll (figura 13.5). Diaculinträ in conducfie cänd se atinge valoarea tensiunii de basculare, indiferent depolaritatea electrozilor. Dupä depägirea tensiunii de basculare, sensul curentuluidepinde de polaritatea tenslunii aplicate intre terminale. Diacul inträ in starea deblocare, alunci cänd curentul scade sub valoarea de mentinere.

tiristorDiacul este utilizat in circuite de comandä prin impulsuri pentru triac sau


1. se realizeazä montajul din figura 13.Q pi se polarizeazä triacul dupä cumurmeazä:

i. ,,+" pe A1 gi ,,+" pe Gii. ,,+,, pe 41 gi ,,_,, pe Giii. ;" pe Ar $i ,,+" pe Giv. ,-" pe Ar 9i ,,-" pe G

2. Pentru cazul i. se regleazä potentiometrul p la valoare minimä gi sealimenteazä ambele circuite cu + 15 V. se ajusteazä ugor din potentiometru,astfel incät curentul l6 incepe sä creascä. Triacul inträ in conductie cändbecul de control se aprinde. Se citesc aparalele de mäsurä (16, Us6 gi l4)

74

Studiul dispozitivelor multijonctiune - triacul 9i diacul

Pentru cazul ii. se aplicä o tensiune de - 15 V pe grilä (se inverseazäpolaritatea sursei E1) gi de + 15 v intre electrozi. se repetä mäsurätoarea inacelagi mod ca la punctul 2 gi se citesc valorile 16, Us6 gi 14 pentru intrarea inconductie a triacului.In cazul iii. se va aplica o tensiune de - 15 V intre electrozii triacului (seinverseazä polaritatea sursei E2) gi o tensiune de + 15 V pe grilä. Se repetäalgoritmul de la punctul 2, se citesc aparatele de mäsurä gi se noteazä dateleexperimentale.in ultimul caz de polarizare, se aplicä tensiuni negative de - 15 V (seinverseazä polaritatea ambelor surse), atät intre electrozi, cät gi grilei triacului.Se lucreazä identic cu punctul 2 gi se noteazä valorile märimilor mäsurate.

Figura 13.66. Pentru cazurile i. gi iii., se variazä tensiunea E2 intre 0...18 V gi se traseazä

caracteristica staticä de funclionare a triacului.7. Se realizeazä montajul din figura 13.7. Se regleazä tensiunea de alimentare

E in plaja 0...30 V gi se citesc aparatele de mäsurä, in vederea ridicäriicaracteristicii de funcfionare a diacului.

I se inverseazä electrozii diacului 9i se repetä algoritmul de lucru de la punctul7, pentru determinarea caracteristicii de functionare in celälalt sens deconducfie.


1. Datele experimentale culese.2. Se ridicä caracleristica de functionare a triacului.3. Se determinä curen\ii de menlinere, pentru ambele sensuri de conductie ale

triacului studiat.4. Se lraseazä caraclcristicir de functionare a diacului.

4.

Figura 13.5

75

SlurIrrl tlispozilivelor rnultijoncfiune - triacul gi diacul

Figura 13.7

5. Se determinä tensiunea de basculare a diacului din figura 13.7, pentruambele sensuri de conductie.

1 3.5. Evaluarea cunogtinlelor

1. Caracterlstica staticä de func{ionare a unui triac.2, Ce este tensiunea de basculare a unui triac?3. Circuitul echivalent al unui triac.4. Condi{ia de blocare a unui triac.5 Utilizärile dispozitivelormultijonctiune.6. Condilia de intrare in conducfie a unui diac.

Indicati dacä urmätoarele afirmatii sunt adevärate, argumentänd räspunsurile:

7. Un triac in conduclie poate trece in blocare, aplicänd un impuls pozitiv pegrilä.

8. Un diac poate intra in starea de conductie aplicänd un impuls pozitiv pegrilä.

9. La intrarea in conduclie a unui triac, tensiunea de la bornele electrozilorscade la valori mici.

10. Triacul 9i diacul sunt dispozitive multijonc{iune care au pfoprietatea deconductie bidirectionalä, controlatä de grilä.

Stabilizator serie de tensiune

14. STABILIZATOR SfrRIE DE TENSIUNE


- familiarizarea cu func!iile elementelor active ale unui stabilizator serie detensiune;

- vizualizarea diferitelor forme de undä;- punerea in eviden!ä a per{ormanlelor stabilizatorului serie de tensiune.


Un stabilizator de tensiune menline tensiunea de iegire constantä incondifiile in care variazä tensiunea de intrare, curentul prin sarcinä 9itemperatura.

Pentru a se obtine tensiuni reglabile, relativ constante la variatiacurentului de sarcinä, cea mai mare ulilizare o au stabilizatoarele serie detensiune. Stabilizarea serie constä in plasarea elementului regulator in serie cu

rezistenfa de sarcinä R. (figura 14.1).

Figura 14.1

In acesl caz, elementul regulator se comportä ca o rezistentä variabilä a

cärei märime este controlatä de tensiunea de iegire Uoul prin bornele 2 - 3; cändtensiunea de intrare Utn cregte, tensiunea Uor, tinde sä urmäreascä aceastäcfegtere gi acfioneazä asupra elementului regulator, care-gi märegte rezistenlaintre bornele 1 - 2. Evident, in acest mod cregterea tensiunii la intrare va ficompensatä de cäderea de tensiune dintre bornele 1 - 2 gi astfel, tensiunea la

iegire va reveni la valoarea anterioarä. Odatä cu scäderea tensiunii de intrare,rezistenla dintre bornele 1 - 2 iSi micgoreazä valoarea astfel incät tensiunea de laiegire sä rämänä neschimbatä.

Performanlele stabilizatoarelor de tensiune sunt urmätoarele:- coeflcientul de stabilizare Sn:

I AUou,

û*

ELEMENTREGULATOR

/o

la 1o,,1 gi T (temperatura) constante;

77

,, ^

Talour

- coeficientul de temperaturä 51;

^ AU^*\ = _________Ytj-"r

ATo reprezentare ceva mai completä a unui stabilizator liniar de tio serie

este ilustratä in figura 14.2. circuitul de control al tensiunii de iegire sesizeazävariatiile tensiunii de iegire. Amplificatorul de eroare comparä tensiunea de controlcu o tensiune de referin!ä gi impune elementului regulator sä actioneze incompensare, pentru a mentine constantä tensiunea de ie5ire.

Slabilizator serie de tensiune

rezistenta de iegire Ro

R -- AUou,la U,n 9i T constante;

la U1n gi lout constante.

Figura 14.2

In figura 14.3 se prezintä cäteva tipuri uzuale de stabilizatoare serie.

Slabilizator serie de tensiune

Mecanismul de stabilizare a tensiunii redresate va fi prezentat pentru unstabilizator de lensiune serie, cu tensirnea de iegire reglabilä, a cärui schemä deprincipiu-este ilustratä in figura 14.4.

In schema din figura 14.4, tranzistorul rr reprezintä elementul regulalorserie, tranzistorul 12 este amplificatorul de eroare, dioda Zener Dz stabilegtetensiunea de referin!ä, rezistenla Rr este rezistenla de sarcinä a lui T2, rezislenfaR2 asigurä curentul diodei Zener in zona de stabilizare a acesteia, iar grupulformat din R3, P gi Ra polarizeazä baza tranzistorului amplificator T2, cu otensiune propo(ionalä cu valoarea tensiunii de iegire (uout). cu ajutorulpotenliometrului P se stabilegte exact valoarea tensiunii de polarizare a bazei luiT2, adicä chiar valoarea tensiunii de iegire. Tranzistorul serie r1 lucreazä ca orezistentä variabilä funclie de tensiunea de comandä pe care o primegte inbazä,Se va aräta in continuare modul de stabilizare a tensiunii de iegire.

Figura 14.4

sä presupunem cä tensiunea de intrare uln cregte. Tensiunea de iegireuo,1 tinde de asemenea sä creascä. Aceastä cregtere a tensiunii se transmite inmod propo(ional in baza tranzistorului 12. Tensiunea de emitor a lui 12 are ovaloare fixä stabilitä de dioda Zener Dz. cregterea tensiunii din baza lui T2 esteechivalentä cu cregterea tensiunii bazä-emitor ugg, deci cu cfegterea curentuluiprin T2 gi cu scäderea potentialului din colector a lui 12. scäderea potenfialului dincolector, inseamnä scäderea potentialului bazei tranzistorului 11, inseamnä incontinuare scäderea tensiunii Ugp a lui 11, ceea ce conduce la reducereacurentului prin T1, la cregterea rezistenfei colector-emitor, deci la o cädere maimare de tensiune pe tranzistorul serie. cäderea suplimentarä de tensiune pe T1determinä reducerea tensiunil de ie$ire, aducänd-o la valoarea initialä.

in cazul in care tensiunea äe intrare scade, fenomenele arätate mai susse petrec in mod invers, conducänd la o scädere a rezisten{ei colector-emitor a luiT1, determinänd in final o cregtere a tensiunii de ieqire.

in mod sirnilar se poale demonstra mentinerea constantä a tensiunii deiegire gi cänd apar variatii alc rerzislenlei de sarcinä. Variatia sarcinii produce

79

ELEMENTREGULATOR

AMPLIFICATORDE EROARE

TENSIUNE DEREFERINTA

7B

Figura 14.3

Stahilrzator scrie de lensiune

varia!ia tensiunii bazä-emitor Use la Tl gi imediat varialia curentului ls1, cäf€automat modificä curentul prin tranzistorul regulator serie, ceea ce are ca efectreaducerea la normal a tensiunii qe iesire.


'1 . Se identificä componentele montajului din figura 14.5 gi se explicä functionareastabilizatorului serie.2. Cu ajutorul unui voltmetru se mäsoarä lensiunea pe condensatoarele C6 gi C7.3. Prin intermediul unui autotransformator se produce o variatie a tensiunii dealimentare, ceea ce conduce la o variatie diferenlialä a tensiunii U1 la iegire. Secomoleteazä tabelul 14.1.

v1_l_-Lqq 190 200 220 230 240

4. Modificati sarcina montajului astfel incät tensiunea U1 de iegire sä nu semodifice. Notali un set de valori intre limita minimä gi maximä. Trasali graficul dedependentä U1 = f(!,0,").5. Cu ajutorul semireglabilului R1, modificati tensiunea de iegire notänd limiteleminimä gi maximä.6. Se vor vizualiza formele de undä in punctele de mäsurä 1 gi 2, din figura 14.5.

ATENTIE!!!Tensiunile mäsurate in acest montaj sunt periculoase!!!NU atingeli accidental pä(i ale montajului aflat sub tensiune.PERICOL DE ELECTROCUTARE! ! !

14.4, Confinutul referatului

1. Datele exoerimentale culese.2. Caracteristica de dependentä U1 = f(1531").

3. Se deseneazä formele de undä vizualizate la punctul 6 al modului de lucru.4. Explicati rolul fiecärei componente din circuitul prezentat in figura 14.5.5 Se detenninä performantele stabilizatorului serie dq tensiune studiat.

1 4,5. Evaluarea cunogtinfelor

1 Cerirrte le rlrui circuit de alimentare.2. S(:h(rrnä irloc a urrtri stabilizator de tensiune.3. Mcclrrrrsrrrrrl rlc slabilizare serie a tensiunii.4 Explicir{r lunc;liorurrua circuitului din figura 14.5, atunci cänd dioda Zener

so st:rl1r:ltr:rtilc;tzA

80

14

Figura 14.5

Stabilrzator serie de tensiune

v5

,i

öl

Circuite de alimentare

15, CIRCUITE DE ALIMENTARE


- familiarizarea cu funcliile elementelor unui circuit de alimentare:- trasarea caracteristicii de transfer a unui stabilizator de tensiune;- eviden!ierea performanlelorstabilizatorului detensiune.


15.2.1. Generalitäticircuitere de arimentare au drept scop principar asigurarea unor tensiuniconlrnue, cu ajulorul cärora se polarizeazä elementele electronice active,r'xr$l0llte in orice aparat electronic, pentru a permite funclionarea acestora.Aocsr.. circuite trebuie sä satisfacä o serie de cerinte, din care cere mailnll)onanl0 sunl:

p.rlrrrbatiile produse circuitelor aparatului electronic pe care ?l alimenteazä girr'loloi de alirnentare cu.curent alternativ, prin introducerea unor tensiuni parazite,hll he rlinime gi irrcadrabile in standardele in vigoare;- asigrrarea unui randament energetic cät mai ridicat (mai mare de 70%);- asigurarea componentei arternative reziduare (brum de relea),' care sesuprapune peste tensiunea continuä, la o valoare suficient oe reoüsi (maxim 2_3o/")

crrcuitere de arimentare sunt formate in principiu din douä brocuri:redresor (1) 9i stabilizator de tensiune (2) (figurä rs.i), avanJ ca sarcinarezistenta R


Figura 15.2

un sistem electronic supus acfiunii uhui ansamblu de semnale de intrarefurnizeazä la iegire o serie de semnale cu caracteristici electrice variabile in timp.

Menfinerea invarianlä in timp a caracteristicilor electrice ale unui semnalla iegirea unui sistem, in conditii de variafie in domenii specificate a semnalelorde intrare (variatia temperaturii mediului ambiant in care funclioneazä sistemul seconsiderä semnal de intrare), se asigurä printr-un proces de stabilizare asemnalului respectiv.

Dispozitivul electronic care realizeazä functia de stabilizare a parametrilorunui semnal poartä numele de stabilizator.

Un stabilizator de tensiune continuä este un cuadripol care menlinetensiunea de iegire constantä, indiferent de varialia tensiunii de intrare, acurentului prin sarcinä sau a temperaturii mediului ambiant, in domenii soecificateprin standarde sau norme tehnice.

1 5.2.2. C las ificarea stab i I izatoare lor de tens iu nein funclie de modul de aclionare a elementului regulator se disting:

- stabilizatoare cu acfiune continuä (stabilizatoare liniare), la care elementulregulator func{ioneazä continuu;

- stabilizatoare cu ac{iune discontinuä (stabilizatoare in comutatie), la careelementul regulator func{ioneazä in regim de comutatie, incärcänd unelement acumulator de energie (un condensator), care furnizeazä tensiuneade iegire pe sarcinä pe durata cänd incärcarea condensatorului esteintreruotä.

i^ r..^^+r^ !^ *^r..r r^ ^--^^r^-^ - ^lrr ruruutrr ue rr'lodul de conectare a elementului regulator in raport cusarcina. stabilizatoarele de tensiune se impart in:- stabilizatoare de tip serie;- stabilizatoare de tio oaralel.

in raport cu 'metoda

de stabilizare existä douä tipuri principale destabilizatoare.- stabilizatoare ?n buclä deschisä (parametrice / open-loop regulator),- stabilizatoare in buclä inchisä (cu reactie / feedback regulator).

220 V50 Hz

Partea cea mai importantä a unui stabilizator oregulator. La stabilizatoarele serie de tensiune, elementulrealizat dintr-un tranzistor, este montat in serie cu Dorneletensiunea de iegire.

82

RL

Figura 15.1

Stabilizatorul de tensiune are rolul de a mentrne constante tensrunea oeiegire functie de anumifi factori perturbatori, ca de exämplu: vanä1iite täsiunii derelea, ale rezistenlei de sarcinä, ale temperaturii mediurui ambiant etc.

structura internä a unui stabilizator poate fi sintetizatä in schema bloc dinfigura'15.2. Blocurire componente sunt: 1 - erement regurator; 2 - erement decomandä; 3 - amplificator de eroare; 4 _ element de referintä.constituie elementulregulator, care este

de la care se culege

83

Crrt:rrrlr. rlc alirne rrlare

Dupä posibilitatea de ajustare a niveluluiutilizalorului, stabilizatoarele se clasificä in:- stabilizatoare de tensiune variabilä (care permit

intr-un domeniu specifi cat);- stabilizatoare de tensiune fixä (care furnizeazä

tensiune cu o precizie specificatä).In funcfie de numärul iegirilor pe care se

stabilizate, se impart in;- stabilizatoare cu o singurä iegire:- stabilizatoare cu douä sau mai multe iegiri.

15.2.3. Principii de functionareSchema bloc a unui stabilizator de tensiune conventional este prezentatä

in figura '15.3.

legire de

ransformator Redresor Filtru Regulatorstabilä

ETEd

20vv. d.

l

Sarcinä220

Figura 15.3

Transformatorul de relea are douä roluri principale:- izoleazä reteaua de 220 V c.a. 50 Hz de liniile de curent continuu ale

echipamentului electronic;- modificä nivelul de curent alternativ de la valoarea refelei, la valori necesare

iegirii de curent continuu.Redresorul realizeazä conversia energiei de curent alternativ furnizatä de

relea, in energie de curent continuu, solicitatä de consumatori. Cel mai utilizatredresor este puntea redresoare, ce folosegte patru diode pentru a realizaredresarea pe intregul clclu, färä a avea nevoie de prizä medianä atransformatorului de relea.

Filtrul are rolul de a netezi impulsurile primite de la redresor. Filtrul poateavea o intrare inductivä sau o intrare capacitivä.

Regulalorul este folosit pentru a pästra tensiunea de iegire constantä,ittdiferent de modificärile tensiunii de retea sau de variatiile curentului de sarcinä.

in procesLtl de stabilizare a unei tensiuni, se utilizeazä douä tehniciprincipale: stabilizarea serie gi stabilizarea paralel.

Stabilizarc;r sirrie constä in plasarea elementului reoulator in serie curezistenla de sarcirr;l R, (figura f S.+;. in acest caz, elemäntul regulator secomportä ca o reztslttnlil vittiabilä a cärei märime este controlatä de tensiunea de

84

tensiunii de iegire oferitä

ajustarea tensiunii de iegire

la iegire un singur nivel de

asigurä simultan tensiuni


ieFire U,,,,r prirt bornele 2 - 3, cäncl lensiunea de itrtrare U'n cregte, tensiunea Uorl

tinde sä urmäreas;ä aceaslä creEtere gi aclioneazi asupra elementului regulator,care-9| märeqte rezistenla intre bornele 1 - 2. Evident, in acest mod cre$tereatensiunii la intrare va fi compensatä de cäderea de tensiune dintre bornele 1 - 2

gi aslfel, tensiunea la iegire va reveni la valoarea anterioarä. Odatä cu scädereatensiunii de intrare, rezislenla dintre bornele 1 - 2 igi micaoreazä valoarea astfelincät tensiunea de la iesire sä rämänä neschimbatä.

Figura 15.4

Stabilizarea paralel constä in plasarea elementului regulator in paralel cu

sarcina. in acest caz, elementul regulator are o rezisten!ä dinamicä foarte micä 9i

astfel, varialiile curentului care il sträbat, nu vor produce schimbäri notabile ale

tensiunii la bornele sale.Deoarece stabilizatoarele paralel sunt mai pufin eficiente decät cele serie,

in continuare se vorface referiri, cu precädere la stabilizatoarele serie.

Schema din figura 15.5 preziniä un stabilizator simplu de tip serie, realizatcu amplificator operalional. Divizorul de tensiune rezistiv format din R: $i Rr

urmäregte varialiile tensiunii de iegire.

UoutUN

Figura 15.5

85

Clrcuite de alimentare

cänd tensiunea de iegire ?ncepe sä scadä, cauzele posibile fiindscäderea Uln Säu cregterea curentului prin sarcinä l=, ca urmare a scäderii R;, peintrarea inversoare a amplificatorului operafional se aplicä, prin divizorul detensiune, o tensiune redusä propo4ional. intrucät dioda Zener mentine cealaltäintrare a amplificatorului la o tensiune de referin!ä UpEp, aproximativ constantä,intre inträrile amplificatorului operafional va apare o micä tensiune diferentialä(tensiunea de eroare). Aceasta este amplificatä gi deci tensiunea de la iegireaamplificatorului cregte. Tensiunea (acum märitä) se aplicä in baza tranzistoruluiT1, ceea ce duce la cregterea tensiunii din emitor, care este tocmai Uo,1, pänäcänd tensiunea de pe intrarea inversoare a amplificatorului devine egalä cutensiunea de referin!ä. Astfel, se compenseazä tendinfa de scädere a tensiunii deie$ire, aceasta rämänänd aproximativ constantä.

Tranzistorul de putere Tl se monteazä de obicei, pe radiator, deoareceeste sträbälut de curentul de sarcinä.

Tensiunea stabilizatä de la iegirea stabilizatorului serie va fi:

in figura 15.6 este pfezentatä o sursä de alimentare cu un regulator liniarsimplu. Tensiunea nestabilizatä de c.c. este oblinutä de la un circuit cu punreredresoare gi un condensator de filtraj cr de 3300 pF. Transformatorur are otensiune secundarä de 12 V"r, astfel incät tensiunea nestabilizatä oe c, va fi de

aproximativ 12. nE V, adicä in jur de 16 V.

Si1 Tr

Figura '15.6

Tensiunea de referin!ä este furnizatä de dioda Ds (o diodä Zener de 5,6V). Tranzistorul 11 este amplificatorul de eroare de c.c. care comparä o portiunedin tensiunea de c.c. de iegire, tensiunea pe Ra, cu referinta.

86


orrce tiiferentä dintre cele douä tensiuni este amplificatä de T1 9isemnaful amplifi:at este adus in baza lui 12. De exemplu, dacä iegirea de c.c.scade cänd este consumat mai mult curent, tensiunea din baza lui 11 scade Ei 11conduce un curent mai mic. Prin urmare, tensiunea de colector a lui 11 cregte giaceastä cregtere a tensiunii este adusä in baza lui 12, care funclioneazä carepetor pe emitor, pentru a contracara scäderea initialä a tensiunii de iegire. inacest fel circuitul actioneazä pentru a pästra iegirea cät mai constantä posibil.

Tensiunile de c.c. normale ?n punctele de test (pT) sunt urmätoarele:

u.*i[t-,*) "-.

15.2.4. Circuite de proteclie in circuite de alimentarechiar gi in cele mai simple circuite de alimentare este necesarä

introducerea unor circuite de proteclie, pe lingä siguran.tele standard. un circuitde alimentare poate avea siguran{e pe relea (pe |azä, pe nul sau pe linii) gi pelinia de c.c. nestabilizatä. Dar, sigurantele pot sä nu se intrerupä suficient derepede pentru a proteja tranzistorul regulator serie, dacä iegirea stabilizatoruluieste scurtcircuitatä. Astfel, se pot utiliza diverse circuite de limitare a curentului.un circuit simplu fiind prezenlat in figura 15.7.

Figura 15.7

Prin rezistenta R5 de valoare micä, trece curentul de iegire. La o cregterepeste o valoare prestabilitä a aceslui curent, cäderea de tensiune deschide T:,care la rändul lui va bloca regulatorul serie Tr.

Proteclii la supralensiune pot fi realizate cu circuite care preiau tensiuneade iegire a stabilizatorrrlui gi o comparä cu o tensiune de referin!ä (figura 15.9).Dacä tensiunea cie ic:girc cregte peste tensiunea de stabilizare a diodei zener D2,se va deschide lirislorrrl Thr care va,,scurtcircuita" iegirea gi deci va declanpalimitatorurl de crrrorrl ()iur) vil bloca regulalorul serie.

YI 1 z 4UMI to q,e tz,z

I- - - - - - - - - |

87

L)rr r:rrrlr: (lo arlitnortlare

;

Th,;;

Figura 15.815.3. Modul de lucru

1. se realizeazä montajul din figura 15.6 gi se mäsoarä tensiunile in punctele detest. Se comparä rezultatele experimentale cu cele teoretice.

2. Se deconecteazä alimentarea stabilizatorului de la blocul redresor gi seconecteazä o sursä de tensiune continuä reglabilä la bornele A - B, careturnizeazä o tensiune Uas gi se verificä parametrii de stabilizare, conformindicatiilor din tabelul 15.1 .

Tabel 15.1

Se traseazä caracteilstica de transfer U611 = f(Uas).3. Ce fel de stabilizator de tensiune este circuitul din figura 5?

1 5.4. Continutul referatului

Datele experimentale culese.Caracteristica de lransfer Uorl = f(Uas).Explicati principiul de functionare a unui stabilizator serie de tensiune.Se determinä tensiunea de iegire a unui stabilizator identic cu cel din figura15.5, dacä U,n = *15 V, R1 = 1 K0, R'= R: = 10 KQ, Vzr = 5,1 V.

1 5.5. Evaluarea cunogtin{elor

1. Cerinlele trrrui circrril clc alirnenlare2. Scherna bloc a rrrrrtr stabiilzalor conventional de tensiune gi rolul

elementelor (:otrilronolrl(:,3. Difrlrcn{;r rlirrlrc :;llrlrilrz;rlorrrl scrie gi cel paralel.4. Difcrrcn(lr tlirrlrr,.,l;tlrrh.ltlorrrl lrrriar 9i cel in comutatie.5 Ru;lttrttl rir' lurtlt ;rl lt;rttzir'lorrrlrri rcgulator dintr-un stabilizator linrar.6 Ptrrllr.lttlt' l,t'.rtlrtitt'tttt'ttl r.,t l;t sttltratensrune.

88

1

az

I

R:

Ra

t;

il

Prrrzrnlirrlrr ,.,r lt,l,lir{:;r tlr,lroztltvcltir semiconductoare utilizate in aplica!ii

16. PREZENTAREA $l TESTAREA DISPOZITIVELORSEMICONDUCTOARE UTILIZATE iT.I APLICATIIPRACTICE


- familiarizarea cu dispozitivele semiconductoare - parametri caracteristici,lipuri de capsule, diverse date de catalog;

- identificarea dispozitivelorsemiconductoare;- identificarea terminalelor dispozitivelor semiconductoare;- verificarea stärii funclionale a dispozitivelor semiconductoare prin metoda

ohmmetrului.

1 6.2. Consideratii teoretice

16.2.1. DiodeDiodele, continänd o singurä joncliune p-n, sunt cele mai simple

dispozitive semiconductoare. In func{ie de locul utilizärii au fost concepute maimulte tipuri de diode cu parametri specifici aplicaiiei respective.

Foile de catalog ale fabrican{ilor de diode oferä informa{ii detaliate asupraproduselor, pentru ca acestea sä poatä fi folosite in mod adecvat in diversecircuite. [n general, o foaie de catalog cuprinde valori maxime, caracteristicielectrice, detalii mecanice gi eventual, diagrame de varialie a unor parametri.

Parametrii caracteristici cei mai importanfi penlru o diodä sunt:- tensiune inversä repetitivä maximä Veps;- curentul mediu redresat lo;

- tensiunea directä de värf (cäderea de tensiune in conduclie directä) Vrru;

- curent direct de värf lrrvr,

- timpul de comutare invers t'..;- temperatura de lucru a jonc{iunii l.

in practicä, se intälnesc dlode redresoare normale, diode redresoarerapide, de comutafie, de comutare, Zener, varicap etc.

Diodele redresoare nonnale sunt de douä tipuri:- diode cu germaniu (EFR 115...EFR135 etc.);- diode cu siliciu (F057...F407, 1N4001...1N4007 etc.).

Funfile redresoare reprezintä patru diode redresoare normale in montajpunte, in aceeagi capsulä. Se asigurä astfel un montaj mai simplu, de dimensiunimicigibine echilibrat (1PM..., 3PM..., 8...C1500 etc.).

Diodele redresoare rapide sunt utilizate la redresarea tensiuniloralternative sau de impuls, cu frecvenfa cuprinsä intre 1 kHz 9i 100 kHz. Ele diferäde diodele redresoare normale prin faptul cä au timpul de comutare mic (t < 500ns). Se ulilizeazä in echipamente pentru comutare rapidä, in surse de alimentarein comutatie, in receptoarele TV etc. Dlodele redresoare rapide, la fel ca 9i

diodele normale, sunt produse in mai multe variante:- diode cu germaniu, de semnal 9i comutatie (AA... EFD... etc.);

89

Prezertlarea 5i leslarca clispozitivelor semiconductoare utilizate in aolicatii

- diode cu siriciu (rapide gi urtrarapide) (8A157, 8A159, 8y228, 8y299,DRR114, 6DRR4P erc.)

- diode cu seleniu (de inaltä tensiune) OV13, TV18, KfX30).Diodere de comuta{ie reprezintä o categorie de diode cu timpi de

^comutalie foarte mici (2...5 ns) (1N414s etc.). sunt utilizate in comutärile rapide gi

in circuite de deteclie din aparatura TV-VIDEO_Hl_Fl.Diodere de comutare (cu siriciu) se utirizeazä in comutarea benziror de

frecven!ä a circuitelor de acord de la 10 MHz la 1000 MHz. se caracterizeazä prinrezistentä directä foarte micä pe un domeniu mare de frecventä gi curent.Principalele tipuri sunt 8A243 gi 8A244.

Diodele Zener utilizeazä proprietatea joncfiunii p--n de a avea o tensiuneinversä aproximativ constantä la borne, atuÄci cänd lucreazä in regrunea oesträpungere, la cregterea curentului prin diodä.

Diodere Zener sunt utirizate ca referinfe gi stabirizatoare de tensiune.Clasificändu-le in func{ie de putere se pot aminti urmätoarele:- de 0,3 W (TCZ 2V4...5V1, ZTC33 erc.):- c,e 0,4 W (D22V7...51 etc.);' de 1 W (PL 3V3Z...pL 2002 etc.);- mai mari de 1 w: de 4 w, 10 w, 20 w 9i 50 w (forosite doar in echipamentere

industriale).caracteristicile electrice mai importante ale diodelor stabilizatoare de

tensiune sunt.- tensiunea de stabilizare, adicä tensiunea nominalä Zenery,,,..- curentul de control al tensiunii de stabilizare 121;- curentul Zener maxim l7y.

Diodele varicap sunt acere diode care utirizeazä dependenta capacitäliide barie_rä a unei jonctiuni de tensiunea inversä de polarizarä aplicaia, in scopulmaterializärii unei capacitä{i variabile. Sunt utilizate in acordul circuitelor cte undeultrascurte giTV. Cele mai cunoscute sunt 88109, 88139 gi 88125.

Diodele stabilizatoare de curent mai sunt denumite diode de curentconslant. Aceste diode functioneazä in polarizare directä, iar curentul drrect esteo constantä datä la o tensiune directä cuprinsä in gama 1,5..6 v, in functie detipul diodei.

simbolul diodei stabirizatoare de curenr este dat in figura 16.1.

nnoo$catoo

Figura 16.1

in circuitele electronice moderne, se mai folosesc urmätoarele tipuri dediode:- diode schottky (oncfiune metal-semiconductor, in locul jonctiunii pn) utilizate

in circuitere de inartä. frecven!ä, comutafe rapidä sau circuite äigit"[;- diode pin (douä regiuni n gi p, separate de o regiune intrinse"ca; utitizate indomeniul microundelor;

90

['rt;/ttt]titrcit Et lestarea dispozitivelor semiconductoare utilizate in aolicatii

drode ultrarapide (realizate prin dopare progresivä, nivelul de dopare scäzändpe mäsura apropierii de joncliunea pn) utilizate in circuitele de foarte inaltäfrecventä gi de comutare rapidä;diode tunel (realizate din arseniurä de germaniu sau galiu, prin dopareputernicä a regiunilor n si p) utilizate in oscilatoare gi amplificatoare demicrounde.

in figura 16.2, sunt prezentate cele mai importante capsule ale diodelor.

Figura 16.2

16.2.2. TranzistoareTranzistorul este componenta cea mai reprezentativä din electronicä, färä

a cärui apari{ie, electronica ar fi existat, dar nu ar fi atins nici pe departe nivelulextraordinar de dezvoltare la care a ajuns astäzi.

Tranzistoarele se pot clasifica dupä diverse criterii, dupä cum urmeazä.1. in funclie de natura purtätorilor de sarcinä.- tranzistoare bipolare, la care purtätorii de sarcinä sunt de douä tiouri

(electroni gi golurr);- tranzistoare unipolare, la care purtätorii de sarcinä sunt de un singur tlp (fie

electroni, fie goluri).2. Dupä tipul semiconductorului utilizat.

- tranzistoare cu germaniu (AC..., EFT..., AD..., AU... etc.):- tranzistoare cu siliciu (8C..., BD.. ,8F..., 8U..., 2N..., etc )3. Dupä frecventa de lucru:- de joasä frecvenfä (8C107 8D135, 2N3055 etc.);- de inaltä frecven(ä (8F200, 8U208 etc.).

4. Dupä pLrterea totalä disipatä- de micä putere (8C107, 8C177 etc );- de nreclit,' putcru (RD135, ADlSS etc.)

fI

tfl

91

l'rr,,'r'ntiuli_r br testarea drspozitivelor semiconductoare utilizate in aplicatii

- de putere (2N3055, 8U208, 8U508 etc).

5. Dupä regimul de lucru:- tranzistoare utilizate in regim de amplificare (8C107, 8D139, 2N3055 etc.);- tranzistoare utilizate in regim de comutatie (BSW21, BSV90, 2N2905, etc.)

caracterizate prin timpi de comutalie foarte mici (de ordinul ns).

Tranzistoarele bipolare pot fi impärtite, la rändul lor, dupä numärul dejonctiuni:- tranzistoare cu douä jonctiuni (npn sau pnp);- tranzistoare unijonctiune TUJ (ROS 11,2N'1671 etc.).

Parametrii caracteristici cei mai importan{i pentru un tranzistor bipolarSUNI:

- tensiuni continue intre electrozt Vqp, Vs6, Vs6, V6s6 etc.;- curenli continui 16, ls, ls,- putere totalä disipatä P,o,[w];- temperatura maximä a jonctiunii T;["C]'- timpii de comutatie t;n, to6.

Tranzistoarele unipolare denumite Qi tranzistoare cu efect de cämp (TEC)pot fi gi ele impä(ite in douä clase:- cu jonctiune TEC-J (JFET) (ROS104, BFW10 etc.), care sunt de douä tipuri:

- cu canal n,

- cu canat p.

- cu grilä izolatä (cu metal oxid semiconducto| TEC-MOS (MOS-FET) (ROS01, 8FR 84 etc.), care la rändul lor pot fi:

- cu canal initial;- cu canal indus.O formä specialä de tranzistor cu efect de cämp este tetroda MOS-FEf,

avänd douä grile plasate una dupä alta (8F907.. 910...960...961).Se poate mentiona un aspect de ordin practic legat de utilizarea

tranzistoarelor TEC-MOS - datoritä impedantei foarte mari de intrare, existä risculde sträpungere al stratului de oxid (rezistä pänä la cca. 100 V) prin acumuläri desarcini electrostatice mari. De aceea, depozitarea se face in cutii din materialconductor electric astfel ca toate terminalele sä fie scurtcircuitate imoreunä.Ciocanele de lipit care se vor folosi in acest caz vor fi legate la pämänt,

Parametrii caracteristici cei mai importanli pentru un tranzistor unipolartiunt:

ttrrtsirrrri continue intre electrozi Ve5, V65, V6p etc.;r:urenIi continui 111, l1;, ls;i

tirrrpii tlc r:onrrrta\ie t,,,,, 1,,x.

lrr r:apsulir rrnor trulnzistoare de putere (de ex., BU50SD), sunt inglobateciiode rlc f€roupcfilfo pnralel, montate in contrasens cu curentul de colector 9irezisten(e, de 25 35 tJ, de evacuare a sarcinii stocate in bazä, montate in paralelpe Jonctiunea enrrtortrlui, a$a cum se vede in figura 16.3.

92

[)rczcnl;url i.r lr,',1;rrt,;r rlrsJro;tttvelor senticonductoare utilizate in aplica{tt

Figura 16.3 Figura 16.4

Din necesitatea märirii factorului de amplificare, folosind un singurtranzistor (o singurä capsulä), in etajele finale, firmele producätoare au scos pe

pia!ä tranzistoarele Darlington. La aceste tranzistoare, factorul de amplificare incurent este egal cu produsul factorilor de amplificare individuali.Pe längä aceste tranzistoare utilizate pe scarä largä, in circuitele de comutare, intehnica Hl-Fl gi TV se folosesc aga-numitele tranzistoare digitale adicätranzistoare care pot fi comandate digital. Un tranzistor digital este format dintr-untranzistor bipolar gi douä rezistoare (un divizor de tensiune) conectate ca in figura16.5. Aceste tranzistoare pot fi comandate direct in bazä cu tensiuni de nivel logic0 sau 1 (adicä 0 sau 5 V). Dintre tranzistoarele digitale mai uzuale sunt seriileBCR..." DTA.... DTC... etc.

Figura 16.5

Constructiv, tranzistoarele se realizeazä intr-o gamä largä de capsule, infunclie de destinatia lor. Cele care se monteazä pe distantiere sau radiatoare sunttranzistoare de putere. Tranzistoarele de putere micä sau medie au capsule maimici, din metal sau material plastic. Cele mai importante capsule sunt prezentatein figura 16.6.

16.2.3. TiristoareTiristorul este o componentä semiconductoare cu o structurä pnpn cu trei

terminale, numite anod A, catod K gi grilä (poartä) G.in func{ie de timpul de comutalie, se pot clasifica in tiristoare normale gi

rapide.

Figura 16.4

Prezentarea gi testarea dispozrtivelor semiconductoare utirizate in aolicatrr

SOT 23t

Tiristoarele sunt rearizate sub diverse forme, din care cere maireprezentative sunt asemänätoare cu capsulele tranzistoarelor. Tiristoarele deputere au capsulä metaricä, preväzutä cu gurub pentru fixare pe radiator.

16.2.4. Testarea componentelor gi depistarea celor defecte1. Diode redresoare normare gi rapide, diode de comutatie cu siriciuA. Mäsurätorr cu murtimetrur MAVO-3S (iau arte murtimetre "."rbgr""l

pe gamade x 1K.

cazul 1. rezistentä zero sau aproximativ egalä cu zero in ambele sensun _ diodaeste in scurtcircuit.cazul 2 rezistentä infinitä in ambere sensuri - dioda este intreruptä.cazul 3: rezistentä de aproximativ 4...10 Ko in conductie directä gi rezrstentä deordinul zecilor sau sutelor de Ke in conductie inversä (diferitä de infinit) _ ctiodäcu rezistentä inversä micgoratä.cazul 4. rezisten!ä de aproximativ 4...10 Kr) in conductre directä gi rezistentäinfinitä in conductie inversä - diodä bunä

- -. ---- Y '

94

L"' t-N, ""' 'q-, 'l1r: 1' 1 ,1

.'!, #-. "

B 'C (capsutä)E;]

TO3

@'

Pttt,'t'tllillca i,i lcslarca dispozitivelor semiconductoare utilizate in aolicatii

OBSERVATIEUneori, in practicä, aceste mäsurätori nu sunt suficiente per,tru a depista

o diodä defectä. Astfel, se va comuta instrumentul de mäsurä pe gama de x .l gise va mäsura rezistenla diodei in conduclie directä. Dacä instrumentul va indica ovaloare de aproximativ 20 Q, dioda este bunä. Dacä instrumentul va indica ovaloare de 40 Q sau mult mai mare, dioda are rezisten{a dinamicä märitä gi decieste defectä. Datoritä faptului cä mäsurätoarea se face pe gama de x 1,verificarea diodei se poate face (de ceie mai multe ori) färä a o deconecta dinmonlaj.

B. Mäsurätori cu multimetrul digital, pe gama pentru joncfiuniin acest caz, mäsurätorile se fac in volfi (adicä cäderi de tensiune pe

joncliunea pn), valorile oblinute variind de la un multimetru la altul.cazul f . in ambele sensuri, aparatul indicä o cädere de tensiune cuprinsä intre 09i 0,3 V- jonc{iunea este in scurtcircuit gi evident dioda este defectä;cazul 2'. in ambele sensuri, aparatul nu indicä nici o cädere de tensiune - diodaeste intreruptä;Cazul 3. aparatul indicä o cädere de tensiune cuprinsä intre 0,4 V gi 0,6 V inconductie directä (adicä cu minusul multimetrului pe catod gi cu plusul pe anod) gio cädere de tensiune de aproximativ 0,7...0,8 V in conductie inversä - diodä curezistenlä inversä micgoratä.Cazul 4. aparatul indicä o cädere de tensiune cuprinsä intre 0,4 V gi 0,6 V inconduc,tie directä gi nici o cädere de tensiune in conductie inversä - dioda eslebunä.

OBSERVATIEDacä sunt dubii asupra diodei, se poate comuta aparatul pe gama de e gi

se va mäsura rezistenla in conduclie inversä. O rezistentä mai micä de 3 MOinseamnä o diodä cu rezislenfa dinamicä märitä gi decl diodä defectä.

2. Punli redresoarePunlile redresoare (care ?nglobeazä 4 diode intr-o singurä capsulä) se

mäsoarä identic cu diodele redresoare cu observalia cä se repetä mäsurätorilepentru fiecare diodä in parte. Astfel, defectarea unei singure diode inseamnäpunte redresoare defectä.

3. Diode ZENERA. Mäsurätori cu multimetrul MAVO-3S (sau alte multimetre analogice), pe gama

de x 1KVerificarea diodelor Zener se face ca 9i in cazul celor normale cu

observalia cä diodele Zener cu tensiunea de stabilizare mai micä de 5,6 V, voravea in conductie inversä o rezistentä cu atät mai micä cu cät tensiunea destabilizare este mai micä.

BCETO220

ECBTO 39

BCESOT 93

CBE

TO 92

BCE

soT 126

tiristorul inträ in

BCEsoT 186

Figura 16.6

Caracteristicile mai importante sunt:- tensiunea directä de intoarcere Venr _ tensiunea de ia careregiunea de conductie directä;

- curentul de mentinere lr;- tensiunea inversä de sträpungere Vspp.

95

Prezentarea gi testarea dispozitivelor semiconductoare utilizate in aolicatii

B. Mäsurätori cu multimetrul dlgital pe Uama pentru jonc{iuniVerificarea se face ca gi in cazul Jiodelor normale - o cädere de tensiune

de 0,4...0 6 V in conductie directä gi lipsa oricärei cäderi de tensiune in conductieinversä inseamnä diodä Zener bunä.

4. Diode de inaltä tensiuneVerificarea acestor diode se poate face alimentänd dioda cu o tensiune

mai mare decät tensiunea de deschidere (ex.: tensiunea de deschidere a uneldlode TV18 este de cca. 180 V) gi mäsuränd tensiunea cu voltmetrul. in acestcaz, mäsurätorile cu ohmmetrul sunt inutile, aceste diode avänd tensiunile dedeschidere mult mai mari decättensiunea de alimentare a aparatului de mäsurä.

4. Diode cu germaniuA Mäsurätori cu rnultimetrul MAVO-35 (sau alte multimetre analogice), pe gama

de x 10Cazurile 1 gi 2 sunt identice cu mäsurätorile de la dioda cu siliciu.cazrrl 3. rezisten!ä de aproximativ 20...100 e in conductie directä si rezistentädiferilä de infinit in conductie inversä - diodä defectä.Cazul 4. rezistentä de aproximativ 20...100 O in conductie directä si rezistentäinfinitä in conductie inversä - diodä bunä.B. Mäsurätori cu multimetrul digital pe gama pentru joncliuniCazurile 1 gi 2 sunt identice cu mäsurätorile de la dioda cu siliciu.cazul 3: aparatul indicä o cädere de tensiune cuprinsä intre 0,15 V gi 0,35 V inconduclie directä gi o cädere de tensiune de aproximativ 0,7...0,g V in conductieinversä - diodä cu rezisten!ä inversä micaoratä.cazul 4. aparatul indicä o cädere de tensiune cuprinsä intre 0,15V...0,35 V inconductie directä gi nici o cädere de tensiune in conductie inversä - dioda estebunä.

OBSERVATIE

.. Pentru siguran{a mäsurätorilor se va comuta aparatul pe gama de o gi seva mäsura rezistenta in conducfie inversä - o rezistentä diferitä de infinit,inseamnä diodä defectä.

5. Tranzistoare bipolare NPN gi PNp (cu siticiu)A. Mäsurätori cu multimetrul MAVO-3S (sau alte multimetre analogice), pe gamadexlK

Datoritä structurii lor, un tranzistor bipolar este considerat bun dacä lamäsu rätorile joncti u nilor se obfin urmätoarele :

- jonc{iunea B-E trebuie sä aibä o rezistentä de aproximativ 4...10 Kfr inconduc{ie directä gi rezisten!ä infinitä in conductie inversä;

- jonc{iunea B-c trebuie sä aibä o rezistentä de aproximativ 4...10 K) inconduclie directä 9i rezistentä infinitä in conductie inversä.- intre C gi E trebuie sä aibä rezistentä infinitä in ambele sensuri:

Altfel, tranzistorul este considerat ln scurtcircuit. intreruol sau curezistenta dinamicä a jonctiunilor märitä.

96

Prczt.trrl;rrr';r qr lr,r,ltrtt,;t tlil;pozitivelor semiconductoare utilizate in aplicatii

OBSERVATII1. La f el ca la diode, pentru eliminarea oricäror dubii' se va comuta

instrumentul de mäsurä pe gama de x 1 9i se va mäsura rezisten{ajoncliunilor BE si BC ale tranzistorului in conducfie directä. Dacä

instrumentul va indica o valoare de aproximativ 10...2a Q joncliunile sunt

bune. Dacä instrumentul va indica o valoare de 40 a sau mult mai mare,

joncliunile sunt defecte.2. Un tranzistor de putere cu diodä incorporatä bun, trebuie sä indice intre

colector gi emitor, intr-un singur sens, o rezisten_tä de aproximativ 4...10

l().3. Un tranzistor de putere cu rezisten!ä paralel pe jonc{iunea BE, trebule sä

Indice intre bazä gi emitor, in ambele sensuri, o rezistenlä de aproximativ

2A...40 A.B. Mäsurätori cu un multimetru digital pe gama pentru joncfiuni

in acest caz, un tranzistor este considerat bun dacä la mäsurätorilejoncfiunilor se oblin urmätoarele:- in conduclie directä, pe joncliunea BE, o cädere de tensiune cuprinsä intre

0,45...0,65 V gi nici o cädere de tensiune in conducfie inversä;

- in conduclie directä, pe joncliunea BC, o cädere de tensiune cuprinsä intre

0,45...0,65 V gi nici o cädere de tensiune in conduclie inversä;

- in ambele sensuri, intre C 9i E, nici o cädere de tensiune

OBSERVATIEun tranzistör cu diodä incorporatä bun, trebuie sä indice intre c 5i E, intr-un

singur sens, o cädere de tensiune de aproximativ 0,6 V.

6. Tranzistoare bipolare NPN 9i PNP (cu germaniu)A. Mäsurätori cu un multimetru MAVO-35, pe gama de x 1

Un tranzistor cu germaniu este considerat bun dacä la mäsurätorilejoncliunilor se obfin urmätoarele:- jonctiunea BE trebuie sä aibä o rezisten!ä de aproximativ 4.. 10 () in

conduclie directä 9i rezisten!ä infinitä in conduclie inversä;

- joncliunea BC trebuie sä aibä o rezisten!ä de aproximativ 4...10 Q in

conductie directä 9i rezisten!ä infinitä in conduclie inversä;

- intre c gi E trebuie sä aibä intr-un sens o rezisten!ä de aproximativ '1 KQ, iar

in celälalt sens o rezistentä infinitä.

OBSERVATIEUnele tranzistoare cu germaniu nu confirmä acestä regulä 9i prin urmare un

tranzistor suspect trebuie inlocuit cu altul considerat func{ional.

B Mäsurätori cu un multimetru digital pe gama pentru joncliuni

in acest caz, un tranzistor cu germaniu este considerat bun dacä la

mäsurätorile joncliunilor se oblin urmätoarele.

97

. .&:-.-?:'

i

Prezentarea $i testarea dispozitivelor semiconductoare utirizate in apricatii

- in c-onductie directä, pe joncfiunea BE, o cädere de tensiune cuprinsä intre0,15...0,2 V gi nici o cädere de tensiune in conductie inversä;- in conducfie directä, pe joncliunea BC, o cädere de tensiune cuprinsä intre0,15...0,2 V gi nici o cädere de tensiune in conducfie inversä,- intre c gi E, intr-un sens o cädere de tensiune oe b,ts...o,z V gi nici o cäderede tensiune in celälalt sens

7. - Tranzistoare unipolare (MOS_FET)

A. Mäsurätori cu multimetrur MAVo-35 (sau arte murtimetre anärogice), pe gamade x 1K

Datoritä structurii ror, un tranzistor uniporar este considerat bun dacä ramäsurätorile dintre terminale se oblin urmäloarele:- intre G gi D trebuie sä fre rezistentä infinitä in ambere sensuri;- intre G 9i s trebuie sä fie rezistentä infinitä in ambere ,rniuri;- intre S qi D trebuie sä fie-o rezistenlä de aproximativ4...10 Kf), inrr-un sensgi rezisten!ä infinitä in celälalt sens;Artfer, tranzistorur este considerat in scurtcircuit, intrerupr sau curczistenla dinamicä märitä intre terminale.

B, Mäsurätori cu un multimetru digital pe gama pentru jonc{iuniUn tranzistor unipolar este considerat bun dacä la mäsurätorile dintrelerlnlno;. se oblin urmätoarele:

' inlre G gi D nu rrebuie sä fie cädere de tensiune (in ambere sensuri);- intre G gi S nu trebuie sä fie cädere de tensiune 1in ambete ;;;;;;ü- intre s gi D trebuie sä se obfinä 0,4...0,6 V intr-un sens gi nici o'cädere detensiune in celälalt sens:

8. TiristoareA. Mäsurätori cu un multimetru MAVO_35, pe gama de x 10

Mäsurätorile efectuate intre grilä gi cätoc trebuie sä indice o rezistentäintre 30 gi 100 o pentru un tiristor bun. La toate cererarte mäsurätori, r.ä;;i;;sau anod-grirä aparatur nu trebuie sä indice nici o rezistentä.B. Mäsurätori cu un multimetru digital pe gama pentru jonif,uni

Mäsurätorire efectuate intre grilä gi catod trebuie sä aibä ca rezurtatobtinerea unei tensiuni de aproximativ o,os...o,oo V. intre cet;tati;le;minate nutrebuie sä fie cädere de tensiune.

OBSERVATIEExceptie fac tiristoarere care au incorporatä diodä de proteclie, montatäantiparalel intre anod gi catod.


1 se vor mäsura diode cu germaniu gi siriciu, in conductre directä gi inversä,identificänd pe cere defecte se vor compara datere experimentare obtinute cucele leoretice.

98

Prezentarea gi testarea dispozitivelor semiconductoare utilizate in aplicatii

2. Alegeti un lot de cinci diode cu marcajul gters gi identificati catodul pentrufiecare in parte. Explica{i ralionamentul pe care v-afi bazat.

3. Se vor mäsura lranzistoare bipolare cu germaniu gi siliciu, comparänd cudatele teoretice. Se vor identifica tranzistoarele defecte.

4. Se vor mäsura tranzistoare Darlington, tranzistoare cu efect de cämpobservänd diferenfa fa!ä de celelalte tranzistoare.

5. Alegeli un lot de 5 tranzistoare cu marcajul $ters gi identifica{i baza pentrufiecare tranzistor. De asemenea, stabiliti tipul tranzistorului (npn sau pnp).

6. Pentru identificarea colectorului gi a emitorului, ave{i la dispozilie pe längäohmmetru gi o rezisten!ä de 47 KQ. Pentru tranzistoarele npn, se conecteazärezistenla intre bazä gi un terminal la alegere. Tot la acest terminal se vaconecta 9i borna ,,+" a ohmmetrului. Borna ,,-,, a ohmmetrului este conectatä laterminalul rämas liber. Dacä rezistenla mäsuratä este micä, atunci borna ,,+" aaparatului este conectalä la colector.

7. De asemenea, se vor mäsura diverse tiristoare si se vor identifica celedefecte.


1. Datele experimentale ob{inute.2. Pentru componentele gäsite funclionale, se vor identifica parametrii

caracteristici importanli gi se vor identifica componente compatibile.3. Desenali cele douä scheme de identificare ale terminalelor coleclor gi emitor,

pentru cele douä tipuri de tranzistoare - npn gi pnp.


1. Defectele jonctiunilor p-n.2. Compune{i un algoritm de mäsurä pentru un tranzistor bipolar gi pentru

un tranzistor cu efect de cämp.3. Ce va indica ohmmetrul analogic la mäsurarea unui tranzistor digital gi a

unui tranzistor Darlington?4. Cerintele identificärii unei componente echivalente (diodä, tranzistor,

tiristor).5. Gäsili componente echivalente pentru urmätoarele: 8C107, 8D136,

8U205, 8U207, BUs08, 1N4002, 8D440, 2N30055/1, SDT9204, 8F199,8F458, T3N6, utilizänd cataloagele fi rmelor producätoare.

99

T!.F1

Diode semiconductoare - probleme

4. Se dä circrritul din figura 17.4 cu E = 200 V gi R1 = Rz = 1 MO. Dacäse consideri cere douä diode identice, sä se carcureze cäderire detensiune la bornele celor douä dlode.nu1 u2

Figura 17.4in circuitul din figura 17.5 se considerä diodele D1 gi D2 cu siliciu.9{.ntilde,saturalie sunt 151= 2 pA gi t52= 6 pA. gtiin-d cä E = tOO Vgi R = 1 KO, sä se carcureze tensiunea ü noinete-oioderor gi curenfiice le sträbat

R

Figura 17.5

se dä circuitur din figura 17.6, in care R2 gi R3 se numesc.rezrstentede egalizare gi au valoarea de 22 e. Sä se"caliule..

"r*r,tii ;;;;;i;douä diode gi tensiunile de la bornele lor, gtiind cä E = 100 V gi R, = 1ko Rl

8.

Diode semiconductoare - probleme

in figura 17.7, diodele D1 gi D2 au curenfii de saturafie ls1 = 1 pA gi 152

= 1 pA. Sä se gäseascä cele douä puncte slatice de functionare,dacä R1 = 'l kO, Rz = 100 kO Si E = 20 V.

Figura 17.7

in figura 17.8, dioda D (cu siliciu), are curentul de saturalie ls= 1pA.Sursa de tensiune continuä E furnizeazä 20 V, iar generatorul desemnal Vn are amplitutinea Vn = 0,5 V. Sä se calculeze punctul staticde func,tionare al diodei, amplitudinea semnalului la bornele diodei V.gi amplitudinea curentului prin diodä lu. Se considerä cä la frecvenfasemnalului generat de Vn se pot neglija efectele produse decapacitätile de difuzie gi de barierä ale diodei, precum $i reactanlacondensatoarelor. Valorilenrezistenlelor R1 gi R2 sunt egale cu 10 Kfl.

6.

102 Figura 17.6

Figura 17.8

InL

Tranzistoare bipolare - probleme

18. TRANZISTOARE BIPOLARE - PROBLEME

18,1. Scurte considerafii teoretice

18.1.1. Divizorul de tensiune


18.1.2. Pu nctul ctatlc d€ funcfionare al tranzistorului bipolar

NPN

UcE

PNP

Uce

E=I (R, **-)\Ur =Rr'I J

R.ti4 Li----R+R E9i R,U, =- t1' R, +R"

Figura 18.3

intr-un tranzistor bipolar se pot scrie relatiile:

lg=13+1.

lc = Fr' ls.

Dar, le=lr-lc= le-or' lr-lcso= (1 -op) lg- l6se

Consideränd op = 1 gi lcgg (( lc, in practicä se folosegte relalia aproximativä:

l"=lg=Bp.ls

in probleme, se considerä Uss = 0,6 V (la siliciu), iar factorul de amplificarepp poate lua valori cuprinse intre 20...1000.

Determinarea punctului static de funclionare al tranzistorului bipolar,presupune calculul curentului de colector 16 gi a tensiunii colector - emitor Uce.

Aceste calcule se fac utilizänd schema de curent continuu, care rezultä dinschema electricä, in urma pasivizärii sursei de semnal Si a eliminäriicondensatoarelor.

Curentul de colector 16 se determinä scriind teorema a ll-a a lui Kirchhoff,pe acele ochiuri de circuit care con{in tensiunea bazä - erTritor Ugg gi nu contintensiunea colector - emitor U6s säu tensiunea bazä - colector Ue6.

Tensiunea colector - emitor U6g s€ determinä scriind teorema a ll-a a lui

Kirchhoff, pe acele ochiuri de circuit care confin tensiunea colector - emitor Uce,eventual tensiunea bazä - emitor Us6, dar nu contin tensiunea bazä - colectorUBC'

Pentru simplificarea calculelor, curentul de bazä ls poate fi neglijat, atuncicänd pe ramura ,bazä- primul nod" nu existä rezistenle.

18.1.2. Divizorul de curent

I=1, +1, )). -----)R,.1, =P,.1, )

104

Figura 18.2

R,

R, +R,[, gi I"= R' 'I- R, +R,

Figura 18.1


18.2. Probleme rezolvate

f . in circuitul din figura 18.4, tranzistorur este cu siriciu $i are BF = 1oo,Usg = 0,6 V. Cunoscändu-se Rs = 560 KO, Rc = 1,2 Kö giV66 = 12V,sä se gäseascä punctur static de funclionare ar tranzistorurui i.

Rezolvarese figureazä curenlii prin tranzistor gi se aplicä regulile de calcut pentru

punctul static de funclionare.Astfel, pentru calculul 16 se scrie teorema a ll-a a lui Kirchhoff pe ochiul ce

conline Use (+ Vcc, Rs, UsE, - V66):


. Rözultatul oblinut respectä condifia U6s r Vse gi prin urmare problema esterezolvalä.

2i.. completänd circuitul precedent cu o rezistentä in emitor, vom aveacircuitul din figura 18.5. Tranzistorul este cu siliciu 9l are Be = 200, Ugg

,l l^0:9 V" Cun-o,scändu-se Rs = 620 KO, Rc = 1 KO, Re = 470 O gi V"" =: 18 V, sä se gäseascä punctur static de functionare ar tranzistoruiui r.Vcc Vcc

Figura 18.5

Rezolvarese figureazä curen{ii prin tranzistor gi se aplicä regulile de calcul pantru

punctul static de func{ionare.Astfel, pentru calculul 16 se scrie teorema a ll-a a lui Kirchhoff pe ochlul ce

conline Uae (+ Vcc, Re, Uee, RE, - V66):

%" = I" .Ru + uu, + I, .R,

Dar, l, = F ,, l, - I.. Deci: V".-t{I'F

Adicä, L. - (v"" -urr)'p, - 0s-o,o) zoo -5 6ma

R, +R, 620.103 + 470

Apoi, pentru calculul u6g vorn scrie teoreina a ll-a a lui Kirchhoff oe ochiulce conline Uce (+ Vcc, Rc, Uca, Rg, - V66):

%" = Iu .R" + Uu,

Dar, I" = I9-"F' gideci: V." = It.R" * ur.

Adicä, I" - (v"" -.u"r)'8. - (tz-o,e)'-too =znA" Ro 56o.td

Apoi, pentru calculul u6s vorTr scrie teorema a ll-a a lui Kirchhoff pe ochiulce confine Uce (+ Vcc, R6, U6E, - V66):

%" = I" 'R" + U",

$ideci IJ". = V"" -I..Rc = 12 -2.10-3.1,2.103 =9,6V.

106

= f n, +u", +I.

Figura 18.4


V.. = I. ,R. + U., + I, 'R,

$ideci:

U"r = %" -I" . (n. +Rr)= l8- 5,6.10-3

18.3. Probleme

1. in circuitul din figura 18.6 tranzistorul bipolar äf€ op = 0,99 9i lr = 1 pA. Säse determine curenlii prin tranzistor gi tensiunile intre terminale, pentruVeE = 6 V, Vcc = 12V, Rr = 2,2 kO 9i Rq = 3,3 kO. Avänd in vederevalorile obtinute, stabili{i tipul materialului utilizat la fabricareatranzistorului.

Figura 18.6

Se dä circuituldin figura 18.7, cu tranzistorul bipolarT care are urmätoriiparametri: or = 0,99, lcao = 2 pA, iar Vgs = 0,45 V. Se cunosc VEe = 9 V,Vcc = 15 V, R, = 2,2kO,R2= 2,2 kO. Dacä rezistenla R1 are toleranlä de+ 10Yo, iar R2 are o toleran!ä de + 20%, sä se determine limitele devariafie ale curentului de colector.

oTR^

'(r to' +470)=s,76v.

2.

Figura 18.7

108 9.,?qr;g

c.


I

lir ttgurr 1C,! tranzistorulT are qr= 0,992. sä se calculeze punctul staticde funcflonarc sltrsnzlstorului, dacä Rr = 330 kO, Rz = 4,7 kO, Rz= 2,2k0, VeEr I V 9lVs6= 12 Y.

R,

Figura 18.8

Circuitul din figura 18.9, are urmätoarele componente: Rt = 220 KO, R2 =2 KO, R: = 470 Q gi Vcc = 12 V . Dacä cele douä tranzistoare au Frr = Frz= 200, iar Vser = Veez = 0,6 V, sä se calculeze cele douä puncte staticede functionare.

+ Vcc

Figura 18.9

Sä se calculeze punctele statice de functionare ale tranzistoarelor dinfigura 18.10, dacä Be1 = Frz = 100, Veel = 0,6 V, VaEz = - 0,6 V, Rr = 2,2MO, R2 = 5,6 KO, R: = 2,2 K0 9i Vcc = 15 V.

4.

6,

Figura 18.10

in_figura 18.11 se cunosc urmätoarele: R' = 3,3 Me, R2 = 1 KO, Rs = 12l|!)a 1, = 1 ryg giVcc = 10 V. Tranzistoarete au urmätoriiparametrii: Br, =100, Bs2 = 50, Vggl = VaEz = 0,6 V. Sä se calculeze cele douä punctestatice de funclionare.

r VCC

+ Vcc

110Figura 18.11

7.

Tranzistoare bipolare _ probleme

In circuitul din figura 18,12, tranzistoarele bipolare äu ßrr = pp2 = 100,Vser = 0,6 V, VBE2 = - 0,6 V. Se cunos6 R1 = 1,8 MO, d2 = g,äßO, Re =1,5 Ko gi Vcc = 18 v. sä se carcureze punctere statice de funclionare äretranzistoarelor bioolare.

+ Vcc

Figura 18.12

Figura 18.13


8. Sä se calculeze punctele statice de funclionare ale tranzistoarelor dinfigura 18.13, dacä ßer = ßrz = 300, VsEl = 0,4 V, VsE2 = 0,6 V, Rr = 15 KO,z = 0,6 KO, Rs = 2,2 KQ, Rc = 0,5 KO, Rs = 50 KO gi V66 = 9 V.

9. Cunoscändu-se R1 = 1 MO, R2 = 2,2 KQ, Rs = 5 KQ, Rq = 2,2 KO, R5 =' 3,3 KO, Vee=5V,V6e= 10V, ßrr = Frz= Br:= 1009i VsEl =Varz=VeEr= 0,6 V, sä se calculeze punctele statice de funcfionare ale tranzistoarelorT1, T2 9iT: (figura 1E.14).

+ Vcc

- Vee

Figura 18.14

112

in circuitul echivalent, E" 9i Rs=

ttJ

,"qrwins!@'ia'i@ry*.

Polarlzarea tranzistoarelor bipolare - probleme

I

19. PbLARIZAREA TRANZISTOARELOR BIPOLARE -PROBLEME

1 9.1 I Scurte conslderafii teoretice:

+ Vcc

Figura '19.1

Divizorul rezistiv, care polarizeazä in tensiune tranzistorul bipolar,poate echivala Thdvenin, oblinändu-se circuitul echivalent din figura 19.2.

+ Vcc

Figura 19.2

= R, .v^"R, +R,

R,.R,R, +R"

Ee=Rs.Ir+Vrr+R4.IE

$tiind cä I, I, = I. , vom avea:

V.. = I..R, +%n +IE.R4

Adicä, V., = %. -I..(R, *R").

19.2. Probleme

f . in circuitul din figura 19.3, tranzislorul T are Vsg = 0,6 V gi ßr = 200. Sä secalculeze punctul staticdefunclionare, dacä V66= 20 V, Rr = 20 KO , Rz= 10 kO, R3= 2,2 kO, Ro = 2,2 kQ.

+ Vcc

Polrrlnnr trrnrlrlorrrlor blpolero . probteme

utlllzlnd clrcultul ochlvalent, calculut punctutui static de funclionare esterelellv tlmplu, rcrllnd tcorema a ll.a a lui Kirchhoff pe circuitut bazei gipe circuitulde iegire, Astfel, pentru determinarea curentului ls vorn äv€ä relaiia:

!{ figura '1 9.4, se cunosc urmätoarele: Fr = 50, Vps = 0,2 V, lcaoRr = 130 kCl, R2 = 33 kO, Rg ='l kO, R+= 2 kO giV66 = - 2S V.calculeze punctul static de funclionare al üanzistorului T.

Figura 19.5

Sj g,r eltcm-clpunctele Statice de funclionare ate tranzistoaretor f., gi t,dlnflgun 10,6, Tranrlotoarele sunt considerate identice cu Bpl=i3ir=

Polarizarea tranzistoarelor bipolare - probleme

2. =1p4,Sä se

I.=: Sl

Pr

- Vcc

Figura 19.4

In circuitul din figrrra 19.5, tranzistoarele T1 gi 12 se considerä identice $iau parametrii: 91 = Frz = 200 gi Vaer = Vaez = 0,6 V. De asemenea, s-ecunosc Rr = 5 k0 , R2= 12 kO, R, = 12 kO, R4 = 2,T ke gi Vcc = 1g V. Säse calculeze punctele statice de functionare ale celor douä tranzistoare .

+ Vcc

, -Eu-%,^._ilti **.

lar pentru calculul tensiunii u6E, putem scrieteorema a ll-a a lui Kirchhoffpe un ochi corespunzätor:

?

4,

114

Figura 19.3

115

PolarieRrca lrarrzisloarelor blpolare - probleme

Figura 19.1 0

sä se gäseascä punctele statice de functionare ale tranzistoarelorTr si r,din figura 19.10. Tranzisloarele sunt considerate identice cu B., = pr, =100, iar VaEr = Verz = 0,6 V. se dau urmätoarele valori numerice penirucomponentele circuitului: Rt= 12 kO, R2= 12 ke, R3 = 12ke, Ro = 4,7 fORs = 1,8 kO, Ru = 3,6 kO gi Vs6 = 'l 8 V.

+ Vcc

.rH-'

Figura 19 1 1

118

119

10

Polarizarea tranzistoarelor bipolare - probleme

in circuitul din figura 19.11, tranzistoarele T1 gi T3 se considerä identice giparametrii: 9rr = Fnz = 200 gi Veer = Vees= 0,6 V. Tranzistorul T2aßBp2=100 gi Vss2 = - 0,6 V. De asemenea, se cunosc Rr = 2 kQ , Re = 0,6 kO,Rs = 5,6 kO, R4 = 2 kA, Rs = '1 ,2 kQ, R6 = 1,2 kQ gi Vsq = 18 V. Sä secalculeze punctele statice de functionare ale celor trei tranzistoare.

in figura 1 9.1 2 se cunosc: Rr = 5,6 KO, R2 = 5,6 KQ, R3 = 2,2 KO, R, = 1

KQ, Rs = 3,3 KO, Re = 3,6 KQ R7 = 2,2KQ,U7= 6,2 V gi V66 = 18 VTranzistoarele au urmätorii parametri: Bp1 = 200, Frz = 200, VsEl = 0,6 V$i Veez = 0,6 V. Sä se calculeze punctele statice de functionare aletranzistoarelor.

+ Vcc

Figura '19.12

1 1 , sä se gäseascä punctele statice de functionare ale tranzistoarelor dinfigura 19.13. Tranzistoarele sunt consideraie identice cu F1 = Fsz= Fro =100, iar Vrut = Vai:u = VeE3 = 0 6 V. Se dau urmätoarele valori numericepentru cotttponentele circuitului: Rr = 1 MO, R2=2,2 ke, R3= 4,7 kO, Ra=4,7 kO, R1,. 2,2 kO, R,, = 2 kO, R7 = 4,7 kQ gi Vs. = 16 y.

f'ol;rrirarr:a tranzistoarelor bipolare - probleme

Figura 19.1 3

+ Vcc

+ Vcc

120

I rUrinr l[] l,l

Figura 19.1 5

121

l-)olarizarea tranzistoarelor bipolare - probleme

12. ln crrr:rritrrl dirr llgura'10,14, tranzistoarele T1 gi T2 se considerä identicecu paritmotrii: Fr r = 9rr - 200 gi Veer = Varz = 0,6 V. Tranzistoarele T3 gi

Ta äu Frr = Pr ,r = 100 9i V6s3 = VBEr = - 0,6 V. De asemenea, se cunoscRr = 20 kn , Rr= 10 kO, Rr = 4,7 kQ, Ra= 3,6 kO, R5 = 5,6 kQ, R6= f,,3kO, R7= 1 kn, Ru= 1 k0, Re = 1,8 kO, Rro= 1 kO giVsg=25V. Sä secalculeze punctele statice de funclionare ale celor patru tranzistoare.

13 Sä se gäseascä punctele statice de func{ionare ale tranzistoarelor dinfigura 19.15. Tranzistoarele au F1 = Frz = 9rg = Bro = 100, Vsgl = 0,6 V,Vaez = Vees = VeEa = - 0,6 V. Se dau urmätoarele valori numerice pentrucomponentelecircuitului: Rl = 1 MO, Rz=560 kO, Rr= 1,8kCI, Rq= 1 kO,Rs= 1,2 k0, R6= 4,7k4, Rt=1,2 kO, Rs=5,6 kO, Rs=5,6 kQ, R16= 5,6kO, R11 = 100 kO, R12= 1,2 kQ, R13 = 5,6 kQ qi Vs6 = 25 V.

Mptlelarea ltrrrr,ltalt:fll lrsrrjtekrrrihti brpolar la semnal mic

!0. MODILAiEA FUNcTtoruAnn rRANztsroRULUlIIPOLAR LA IEMNAL MIC

10,1, tourtr conrldrrrfll teorcilce

l0,l,t. Modclul trrnrlrtorulul cu parrmetrll hlbrtziDcli ara numrr trcr bornej un tranzistor poate forma un cuadripor dacä

une dln borne se regäsegte atät la intrare, cät 9i la iegire.Parametrii hibrizi sunt parametrii de cuadripol, iar circuitul echivatent esteilustrat in figura 20.1.

Modelarea functionärii tranzistorului bipolar la semnal mic

in funclie de borna comunä aleasä vor rezulta trei tipuri de conexrunr:- conexiunea emitor comun EC;- conexiunea bazä comunä BC;- conexiunea colector comun CC.. conexiunea emitor comun se prezintä in figura 20.2, iar relatiile (20.3) gi

(20.4) descriu functionarea cuadripolului in acest tip de conexiune.

I2

U, = h,, .1, + h,, .U"

Iz =hr,'I, +hrr.U,

(20.1)

(20.2) Figura 20.2

U, = h,, . I, + h,, .Ur_

I, = h,, -I, +hrr.U,(20.3)

(20.4)

Figura 20.1

. s-emnificatiire parametriror hibrizi gi conditiire in care sunt pugi in evidentäsunt urmätoarele: .' r - ''

II- h', = -l -h cuuo=0-impedantadeintrare,cu iegireainscurtcircuit;" Ir

- h,z : * = l, cu 11 = 0 - coeficientur de transfer invers in tensiune, cu intrarea'' u.in gol;

T

- hr, = i = h, cu U2 = 0 - coeficientur de transfer direct in curent, cu iegirea inllscurtcircuit;

- h,, = | = tr" cu 11 = Q - conductanta de iegire, cu intrarea in gol,lt,

122

Modelul de tranzistor in conexiune EC este considerat un model dereferintä. Pentru multe aproximäri practice, un tranzistor bipolar in montaj emitorcomun, poate fi considerat ca avänd o rezisten!ä de iegire foarte mare gi ovaloare foarte micä a tensiunii de reaclie hrz = 0. Neg|1änd efectul produs deparametrii h12 gi h22, se prezintä un model simplificat al tranzistorului pentruaceastä conexiune. in fiqura 20.3.

lt lz

Figura 20.3

in cazul conexiunii bazä comunä, baza apa(ine atät circuitului de rntrare,cät 9i circuitului de iegire, aga cum este ilustrat in figura 20.4.

Putem scrie urmätoarele relatii:

tlv1

U, = hr, '1, + h,, .U,

I, = h,, .1, + hr" 't),(20.5)

(20.6)

123

Morlcl,rrrrl funclronarii tranzistorului bipolar la semnal mic

Figura 2A.4

Pentru conexiunea colector comun cuadripolul este prezentat in20.5

,,1

c L--------i cFigura 20.5

Relatrile care se pot scrie pentru aceastä conexiune sunt:

U, = h,, .I, + h,, .U, (20.7)

I, = h,, . I, + hr, 'U, (20.8)

Consideränd un cuadripol (ca in figura 20.6), märimile^^r^^r^.i,^^-x ^..-1.uqr 4!Lct t4cd4d 5uilt.

rezistenla de intrare R," = f ;, I, ,

rezistenta de iegire n,,,,, = * |l, lvn=0

amplificarea in tensiune n,, ,. 1l' ,

t,l

MrrrlplHton lul{,tinnilr lrirrtzislorului bipolar la semnal mic

Figura 20.6

Pentru analiza circuitelor electronice trebuie respectate cäteva etape,

dupä cum urmeazä:'l . Se deseneazä schema de c.c. a circuitului. Pentru aceasta sursele de

energie dependente de timp se pasivizeazä, iar condensatoarele se considerä cä

nu permit trecerea c.c., deci vor intrerupe ramura pe care se aflä.2. in schema de c.c. se determinä punctele statice de func{ionare ale

disoozitivelor semiconductoare din circuit.3. Se deseneazä schema de c.a a circuitului. in acest caz, sursele de

curent coniinuu se pasivizeazä, iar condensatoarele se inlocuiesc cu scurtcircuite(se presupune reactanfa condensatoarelor la frecvenla de lucru foarte micä).

Dispozitivele semiconductoare se modeleazä prin circuitele lor echivalente de

semnal mic. in cazul diodelor Zener, rezistenla dinamicä se poate neglija.4. in circuitul de c.a., analiza poate fi fäcutä cu teoremele clasice ale

electrotehnicii. Astfel, pot fi calculate märimile care caracterizeazä acest circuit:

rezistenta de intrare, rezistenfa de iegire, amplificarea in tensiune, amplificarea in

curent.Etapele prezentate pentru analiza circuitelor electronice sunt valabile atät

timp cät funclionarea circuitului in curent continuu nu este influentatä de

componentele de curent alternativ.

20.2. Probleme rezolvate

1. in circuitul din figura 20.7, tranzistorul T are Vgs = 0,6 V 9i Fr = 100. Se

cunosc: Rr = 10 kO, Rz = 20 kO, R: = 4 kO, Rq= 2,2 k0, R5 = 4,7 kO, Vcc

= 18 V. Sä se determine punctul static de funclionare al tranzistoruluibipolar, rezistenla de intrare in tranzistor R'n1, rezistenla de intrare incircuit Rin, rezisten{a de iegire din circuit Rout, amplificarea in curent A, 5i

amplificarea in tensiune Au. Se considerä cä la frecven.ta de lucru,

condensatoarele sunt scurtcircuite.

RezolvarePentru determinarea punctului static de functionare, se va figura schema

de curent continuu (figura 20.8), pasivizänd sursa de semnal mic vn 9iconsideränd condensatoarele ca fiind intreruperi. De asemenea, divizorul rezistlvcare polarizeazä tranzistorul se echivaleazä ThÖvenin 9i se pot scrie relaliile;

RoutR.,

figura

f,,

1ludtg tl

(20.e)

(20.10)

(20.11)

(20.12)

,,J

amplificarea in crrrlrrt A

tz3

Modelarea funclionärii tranzistorului bipolar la semnal rnic Modelarea functionärii tranzistonului bipolar la semnal mic

E, -V", 6-0,6R. IO IO]b' = [, 1p=

'%" = 1oLffiF'18 = 6V

^ R, .R, 10.103 .20.101nt = q a4 = rolro'-20rot =6'66kQ

Ic= = 5'4 . = 2.38 mA

2.26 10'

+ Vcclar pentru calculul tensiunii UcE putem scrie:

V". = I. .R, + V", + IF .R.

Adicä,

v", =v.. -i.'(R, +Ro)=18-2,38.10-3.(4 +2,2).103 =3,24Y

Pentru calculul rezistenfei de intrare in tranzistor R,nT, rezistenlei deintrare in circuit R,n, amplificärii in tensiune A, gi amplificärii in curent A, se vafigura schema echivalentä in semnal mic (figura 20.9). Pentru aceasta sepasivizeazä sursa de curent continuu, condensatoarele se considerä scurtcircuite,iar tranzistorul se va modela simplificat prin circuitul echivalent in functie deparametrii hibrizi (se neglijeazä efectele produse de h12 gi h22).

R'n Rtnr

Ro 6"66. l 03" +RF. ' loo

Figura 20.9

RezistenJa de intrarain lranzistor este:

vrnRrr=.:=*=h,,

lb lb

hh

gtiind cä h,, - ! = * gi hzr = po, atunci lri = 1,05 kQ" g- 40Ic

Deci, R., = 1,05 kO .

Rezistenta de intrare in circuit va fi:

n.) u""/

Figura 20.7

+ Vcc

Figura 20.8

Pentru determinarea curentului 16 vom avea ecuatia:

E, = R, .I. + V". + R4 .IE

$tiind cä I, =l $i Ir = 1., vom avea:PF

Roui

tzo127

Modelarea funclionärii tranzistorului bipolar la semnal mic

Rezistenfa de iegire Rort definitä cu intrarea in scurtcircuit (vn = 0) este:v i .P

Rou, = J-r = -:-iL = R: = 4 kf).lo [o

Amplificarea in curent A, este:

R-hill.' '1, '-

n _ io _ '' " R, +R, _ h,r .R..RB _,^^' - i^ h" -R- (R,;RJ(hu *R*) ='u.c 1,. ,, ,"R-

Amplificarea in tensiune Au va fi:

. v. i.R. ^ R,Au = -" =---a---:-- -A,' * -44,7v, i* .R,n, ' R,nr

20.3. Probleme

1. in figura 20.10, tranzistorul T are Ver = 0,6 V Si Fr = 200. Se cunosc: R1 =56 kO, R2 = 12 kO, R3 = 2,2 kQ, Ra = 0,5 k0 gi V66 = 15 V. Sä sedetermine punctul static de func.tionare al tranzistorului bipolar, rezistenlade intrare in tranzistor RrnT, rezistenla de intrare in circuit R,n, rezistentade iegire din circuit Ro,1, amplificarea in curent A1 gi amplificarea intensiune Au. Se considerä cä la frecvenla de lucru, condensatoarele suntscurtcircuite.

+ Vcc


Tranzistoarele din figura 20.11 au parametrii Vser = Vsrz = 0,6 V, iar ppl =

Be2 = 100. Sä se calculeze punctele statice de funclionare aletranzistoarelor bipolare, rezistenla de inlrare in tranzistorul Tt Rin1,rezistenla de intrare in circuit R,n, amplificarea in curent A1 gi amplificareain tensiune Ar. Se cunosc. R1 = 100 kn, Rz = 10 kO, Rg : 1 5 k0, Re = 1

kO, Rs= 1 kf), R6= 4 kO, Rz = 5 kO, Rs= 0,1 kO gi Vccr20 V.

+ Vee

Figura 20.11

+ Vcc

F--1'" \t- \

| *'/ ""

_L/

v- i^ R" llR _

R -. = 3 - '6 '-.B ll

*'nr

1,, t"

Ra.R,nr 6,66.10r.1,05.10r

R. -*- R- = loro *1611,n = o'e kQ

2.

l['

vo

d:fI

I

\/u'I

ro

Ra lvo/

Figura 20.10

128

Figura 20.12

1?O

Motlr,ltnt.l flrnr'ltorrrlll lr;rrrzr:;lonrlui bipolar la semnal mic

3 lrr circrllul dilr figura ZQ.12,se cunosc: Rr = 10 ke, R, = 100 kO, R. = 1

kQ, R,r = 2,5 kQ, Rs, = 2 kO, R6 = 0,5 ke, R, = 4,7 kO,lis = 0,1 ke, V66 =20 V, V11g.1 = 0,6 V, VsE2 = -0,6 V, Frr = 100, FFz = 50. "Sa

se deteminepunctele statice de functionare ale tranzistoarelor T1 gl 12, rezisten{a deinlrare in tranzistorur rr R,n-, rezistenla de inträre in circuit R,^.amplificarea in curent A, gi amplificarea in tensiune Au a circuitului.

4. Circuitul din figura 20.13, are urmätoarele componente: Rr = 33 K0, R2 =4,7 KO, Rr = 3,3 KQ, R4 = 470 Q, Rs = 330 O, Ru = 2,2KO, Rn = 0,1 kOgi Vcc - 12V. Dacä cele douä tranzistoare äu Frr = Frz = 100,"iar Vser =Vss2 = 0,6 V, sä se calculeze cere douä puncte statiie de funcrronare.rezistenfa de intrare in tranzistorul rr R,n-, rezistenla de intrare in circuitR,n, amplificarea in curent A, gi amplificarea in tensiune A, a circuiturui.


+ Vcc

Figura 20.14

Figura 20.'l 5

7 ltt cttr;rrilrrl tlrrr h1;rrnr 2Q 16, se cunosc: Rr = 100 kO, R2 = 10 ke, R3 = g

kQ, R,r "5kQ,R,,=5kO, Ri ='1 0kQ,Rs=0,1 kQ,Vcc=20V,Vser=0,6 V, V1r ' 0 6 V, llr r = 100, 9r :r = 100 Sä se determine punctele

+ Vcc

F--l\t'" \

l*/""t/Figura 20.13

in_circuitul din figura 20.14 se cunosc: Rr = 50 Ke, R2 = 100 KO, Rt= 2,2KQ, R4 = 1 KO, Rs = 1 KQ, R6 = 3,6 KO, Rs = 0,1 ke gi Vss =-16 yTranzistoarele au urmätorii parametri: ßcr = 2dC, Fez = 106, Vae, = O,O V$i Verz = - 0,6 V. sä se determine punctele statice de funciionare aletranzistoarelor, rezistenta de intrare in tranzistorul 11 R,n11, rezistenla deintrare in circuit R,n, amplificarea in curent A gi amplificarea in teniiuneA, a circuitului.

sä se calculeze punctele statice de functionare ale tranzistoarelor dinfigura-.20.15,

-rezistenla de intrare in circuit h n, amplificarea in curent A; gi

amplificarea in tensiune Au a circuitului, dacä Frr = Frz = 200, Vsgl = g,ij

i1,_Verz = 0,6 V, Rr = 5,6 KQ, R2 = 5 KO, Rr = 43 KCr, R4 = t,S Xö, Rs= gKO, R6 = 2,7 kQ, Rn = 0,1 k0 gi V66 = 12V.

\R^lvo-t/

\Ro lu.I

r

130131

Modelarea funclionärii tranzistorului bipolar la semnal mic

statice de functionare ale tranzistoarelor'l-1 gi T2, rezistenla de intrare intranzistorul Tr Rnrr, rezistenla de intrare in circuit Rn, amplificarea incurent A gi ampliflcarea in tensiune A, a circuitului.

+ Vcc

Figura 20.16

Anexä

21. ANEXA

21.1. lntroducere in electronicä

1. Sarcina elementaräElectronul are sarcina e'cu valoarea 1.6. 10 " C.

2. Curentul electricConsideränd douä puncte alese aleatoriu pe un conductor. dacä in

punctul A existä o concentrafie mare de electroni, in comparalie cu un punct B, sespune cä existä o diferen!ä de potenlial (tensiune electricä) intre punctele A gi B(Uag sau Usa). Se va forma o migcare a electronilor in surplus din punctul A cätrepunctul B. Aceastä migcare de electroni formeazä curentul electric (figura 21.1).

Degi electronii se deplaseazä de la punctul negativ spre punctul pozitiv,se spune despre curentul electric cä circulä de la "+" la "-" (sens conventional).Aceastä conven{ie a fost fäcutä in timpuri cänd nu se gtia nimic de electroni, capailicule negative, sau de migcarea ordonatä a acestora.

A Sensul curentului B

Electroni --------'Mi$care de electroni

Figura 21.1

3. Rezistenta electricäRezistenla este proprietatea unui material de a se opune trecerii

curentului electric.

4. Diferenta de potentialDiferenla de potenlial (cäderea de tensiune) intre douä puncte ale unui

circuit electric este diferenta tensiunilor acelor puncte calculate fatä de un punctde referin!ä, care in principiu va fi masa sau pämäntul (puncte de potential 0).

Pentru figura 21.1. putem scrie:

Uas = Ua - Us sau Usa = Us - Ua Q1 .1)

5" Unitäti de mäsuräUnitälile de mäsurä pentru curent, tensiune gi rezistentä sunt amperul (A),

voltul (V) 9i ohmul (O) in practlcä, se folosesc gi submultiplii sau multipliiuniiälilorde bazä, adicä milim (10"), micro pr (10"), kilo k (10), mega M (10').

6. Legea lui OhmIntensitatea curentului 'electric depinde direct proporlional de tensiunea

electricä gi invers propor-lional de rezistentä.

132 IJJ

Ailcxal

R

t xr_-;U

Figura 21.2

U=R'I (21.2)

7. Gruparea rezistentelor- ?n serie, cänd rezistenla totalä (echivalentä) va fi egalä cu suma

rezislentelor inseriate;- in paralr:1, cänd inversul rezistentei echivalente va fl egalä cu suma

inversclrlr rczisrerrlelor conectate in paralel; de remariat faptul cä,rczir,lrrrl;r lolirlji ä dclrrä rezisterrle in paralel este totdeauna mai micärir,r:tll rr'zt,,lcrrllr r:clr lniri nticä.

6. Prrlcroacllrr(l (rurcnlul lrcr:t';lrirrlr-o rezistenlä se pierde energie sub formä de

r.;rlrlrrr;i [rrrltrrcir cslt.r clalä cJc relatia:

P=U l=R.12 (21.3)

Unitalea de mäsurä pentru puterea electricä este watt-ul (W).

9. Circuite electrice gi simboluriorice sistem sau echipament electronic se poate descompune intr-o serie

de circuite componente finändu-se seama de funcfiunile indeplinite de acestecircuite. un asemenea circuit, cu rol func{ional de sine stätätor. se reprezintä ?nscheme printr-un contur ?nchis, preväzut cu un numär corespunzätor de inträri giiegiri. o schemä continänd aceste blocuri gi interconexiunile respective senumegte schemä bloc.

Fiecare bloc functional la rändul lui este constituit din diferite elemente decircuit (tranzistoare, rezistoare, condensatoare, bobine, transformatoare etc.)conectate intre ele intr-un anumit mod. schema care reprezintä - prin simbolurigrafice - toate aceste componente, precum gi interconexiunile lor se numesreschemä prlncipialä.

Simbolurile grafice ale elementelor de circuit intälnite curent in electronicäsunt reprezentate in tabelul 21.1. Aceste elemente sunt clasificate de obicei inelemente pasive (rezistoare, condensatoare, bobine) gi dispozitive electronicesemiconductoare (diode, tranzistoare, tiristoare etc.).

circuitele eleclrice sunt formate din noduri de retea si ochiuri de retea.Norirrl este intersectia a cel putin trei laturi de circuit, iar ochiul este un conturinchis furmat din cel putin trei laturi.

134

TT

R

Tabelul21.1Nr. Simbol Semnificatie Nr Simbol Semnificatie

-tF Rezistorfix

15. Diodäsemiconductoare

2. Potentiometru Diodä Zener

Rezistor variabil 17. Fotodiodä

4 Termistor 18Diodä

electro-luminiscentä(LED)

5 Varistor Tiristor

o. -Jrrrn_--I- Bobinä

(färä miez)zu. Diac

7 -_Jnrrr.\_

----Bobinä cu miez

de fier21

Triac

ö.--.--.rYYYYI_

--I- Bobinä cu miezde feritä

zz @ Tranzistor pnp

9. -l F Condensator(nepolarizat)

23. @ Tranzistor npn

10. Condensatorvariabil

z+. K Fototranzlstor

tl __.n_ Condensatorelectrolitic 25.

Tranzistorunijoncliune

rTUJ)

12. ---EI-

I/777777

l_

' Sigurantä

Conexiune lapäntärrl

Corrcxirrrrir laI I I itsil

26, .N{rr Tranzistor cuefect de cämp| tsL;-J canal o

14

27.

28

AJ_\I/r Tranzistor cuefect de cämpTEC-J canal n

I Conexiune lacarcasä

Anexä

135

Artexä

10. Teoremele lui Kirchhoff

Teorema l-aSuma algebricä a curenlilorintr-un nod de relea este egalä cu zero, adicä, cu altecu9inte, suma curenlilor care inträ intr-un nod este egalä cu suma curen{ilor careies din acel nod.

Teorema a ll-aSuma tensiunilor electromotoare pe un ochi de circuit este egalä cu suma tuturorcäderilor de tensiune pe acel ochi.

1 1. Curentul alternativCurenl alternativ (c.a.) este curentul care igi schimbä in mod repetat

directia. Acest curent poate fi furnizat de la releaua 220 V 50 Hz sau de la ungenerator de semnal.

12. Unde sinusoidaleForma de undä cea mai comunä Dentru curentul alternativ esle unda

sinusoidalä.

Figura 21.3

Unda sinusoidalä are douä alternanle egale, una pozitivä gi una negativä.Valoarea de värf este cunoscutä sub numele de amolitudine sau valoareamaximä a undei sinusoidale (Urur).

Valoarea värf-la-värf a undei sinusoidale este diferenta de poten{ial intrevärful pozitiv gi värful negativ gi va deci Uy y = 2 U62y.

13. Valori efectiveSpre deosebire de curenlul conlinuu, care are o valoare constantä ce

poate fi folositä pt,'r1ru orice lip dc calcule, un curent alternativ vanazä continuu intimp gi nu are o valoare fixä, Pentru a depä$i aceastä dificultate, se foloseStepentru curentul allerrraliv o valoarc "corrstarrtä" numitä valoare efectivä.

Valoarca cft'clivir ir rrrrui crrronl sau a unei tensiuni alternative estevaloarea cottlirtttit cr:ltivirlcrrlA r;i.rrc pnrcluce aceeagi putere ca gi valoareaalternativä oriryirrirln

136

Anexä

[)cttlttt fottttl rlt'rl(1,'1 hulr]sor(l;rlä, valoarea efectivä U91 = 0,707.Ur"".

14^ Clclul, frocvonfa 1l porloadaCrclrl utitu lr.rrloir rltrr flrrma de undä care se repetä. Frecventa este

numärul care aratä cle cäte orr se repetä un ciclu intr-o secundä. Se noteazä cu f,iar unttatea de mäsurä estc hertz-ul (Hz), cu multiplii kilo kHz, mega MHz, gigaGHz Timpul necesar pentrL/ a parcurge un ciclu complet se numegte perioadaformei de undä 9i se noteazä cu T, De remarcat, cä perioada este inversulfrecventei gi viceversa. Unitatea de mäsurä este secunda s, cu submultiplii milims sau micro us,

21.2. Rezistoare

21.2.1. GeneralitätiRezistoarele sunt elemente de circuit liniare caracterizate de rezistentä

electricä (de unde gi denumirea de ,,rezistentä")

nur(=-I

in care U este tensiunea aplicatä la borne, | - curentul ce sträbate elernentul, iarR - rezistenta elementului.

Rezistentele nu decaleazä curentul I in raport cu tenstunea Uin circuitele electronice rezistoarele sunt folosite ca elemente de sarcinä,

ca divizoare de tensiune sau ca elemente a circuitelor de polarizare etc.Parametrii mai importanti ai rezistoarelor sunt:

- rezistenta nominalä Rn (exprimatä in Q, kO sau MO) 9i toleranta acesteia(abaterea de la valoarea nominalä, exprimatä in procente);

- puterea de disipatie nominalä Pn (exprimatä in wati); puterile uzualestandardizate sunt: 0,05; 0,1; 0,'125: 0,25: 0,5; 1, 2; 3: 4, 5; 6, 7; 10; 12',

17....100W.

21.2.2. Gläsificarea rezistoarelorClasificarea rezistoarelor se face dupä mai multe crrterii, cele mai utilizate

sunt:1) Dupä tipul constructiv:

o rezistoare fixe (a cäror rezistentä stabilitä in procesul defabricatie rämäne constantä pe intreaga perioadä de functionarea rezistorului): ,o rezistoare variabile (a cäror rezistentä poate fi modificatä, in

" " T''" J',I:',;i,il.,',lT!'' f u n ction äri i)

. semireglabile.2\ Dupä elementul conductor

o rezistoare perltru curen{r slabi (utilizate in electronicä);. rezistoare (liniare)

(21 4\

tJ/

Anexä

o pelicularec cu r:eilculä de carbono cu peliculä metalicä.

. bobinater de volum,

rezistoare neliniarer termistoarer varistoare. fotorezistente.

te.'j:il();ur., pentrLl cerrenfi tari (utilizate inr,l trtt tlnttr:l'l )l) llulrä rlr:rtlrrrrrlrepr rfn:rtr rt r; rlo,rlr u/ rJrrtrrrr;rl

2l 2.3 Mnrcaron rorlrtonrolorM,rrr:,rrr';r rrr,zistoirrckrr sc poutc face in clar, codificat (in

r,iil lrilrr rrilrlrolrril alfarrunrerrce codificate internatjr:nal (cod literal)Mlrc:irrcil rezrstoarelor in cociul culorilor este ilustratä in

l{ )f ;

electrotehnicä,

codul culorilor)

tabelul de mai

Exemple de marcare a rezistoarelor:

Tabel 21.4

Anexä

In tabelul 21.3 se indicä codificarea literslä a rezistenlei nominsle gi a toleranlei.

138

2'1.2.4. Mäsurarea rezistoarelorRezistoarere se pot mäsura cu ohmmetrur sau cu murtimetrur (anarogic

sau digital), respectänd algoritmul de mäsurä specific aparatului de masurärespectiv.

21.3. Condensatoare

21.3.1. Generalitätiun condensator este o componentä pasivä de circuit caracterizatä de

capacitate. un condensator constä din suprafete conductoare agezate fatä in fatä(numite armäturi), despärtite de un material izolant numit dielectric.

Proprietatea de bazä a unui condensator este capacitatea sa de a stocaenergre electricä sub formä de sarcini electrice. prin urmäre, putem spune cä uncondensator se opune varratiilor de tensiune.

Unitatea de mäsurä pentru capacitate este faradur, dar de obicei sefolosesc subnrultrplii pF, nF 9i chiar pF.

Tabel 21.3Factor de multiplicare Litera Toleranfa

%Litera

1 r0.1 B10' K 10,2510' M 10.5 D10" u l1 F10'' T !2

t5 J!10 K!20 M130 N

Valoarearezislentei

Codificerea cu literesi cifre

Codificarea in codulculorilor

0,75 O * 50Ä R75J 0.755o/o

120 Q t 10o/o 120 RK 120*,'l0o/o

__flIII]-4,7 KQr.200Ä 4K7M 4.7K --flIfl-560 KO t 100/o 500K s60K

t,'l0o/o_{IIMD-

139

Anexä

Cänd douä condensatoare sunt ccnectate in paralel, capacitatea lortotalä este suma celor douä capacitäti, ia: dacä douä condensatoare sunrconectate in serie, inversul capacitätii totale este suma inverselor celor douäcapacitäti.

' Parametrii principali ai condensatoarelor sunt:- capacitatea nomrnalä C" gi toleranta;- tensiunea nom jnalä Un (tensiunea continuä maximä sau tensiunea

alternativä efectivä care poate fi aplicatä condensatorului).

21.3.2. Clasificarea condensatoarelorClasificarea cea mai uzualä a condensatoarelor este din ounct de vedere

constructiv:- condensatol'u tä";o"nsatoare

neoorarizate:. condensatoare cu micä:. condensatoare cu härtie;. condensatoareceramice;I condensatoare cu peliculä de polistiren:

. condensatoarepolarizate(electrolitice).condensatoare reglabile (trimere);

- condensatoare variabile (condensatoarele de acord din radioreceptoare).

21.3.3. Marcarea condensatoarelorCel mai adesea condensatoarele se marcheazä in clar, firmele

producätoare notänd pe längä capacitate gi tensiunea nominalä. Doarcondensatoarele ceramice sau de tip plachetä se marcheazä in codul culorilor, cu3, 4 sau 5 benzi colorate. La condensatoarele ceramice tip disc Ai plachetä, citirease face incepänd de la terminale. Codul culorilor pentru condensatoare este celprezentat in tabelul 21 .4, tar valorile codificate sunt date in pF. Coeficientul detemperaturä este exprimat in ,,ppm/oC" - pä(i pe milion pe grad Celsius

21.3.4. Mäsurarea condensatoarelorCondensatoarele se mäsoarä folosind capacimetrul. in lipsa unui astfel

de aparat de mäsurä, se poate folosi un ohmmetru, dar doar pentru gäsirea unuicondensator in scurtcircuit sau electronigtii cu ceva experlen!ä pot aproxima (darcu destule erori) curentul de incärcare gi descärcare (eventual folosind uncondensator etalon).

21.4. Bobine

Bobina este o componentä pasivä de circuit, realizatä dintr-o infägurareconductoare (pe un miez magnetic sau aer), caracterizatä de o märime numitäinductan!ä L (tigura 21.4).

Inductanta bobinei este proprietatea de a se opune oricäror variatii decurent. lnductanta unei bobine depinde de numärul de spire, de dimensiirnileconductorului, de fornra bobinei gi de modul de bobinare.

140

Anexä

(21.5)

unde o - fluxul magnetic creat de bobinä, iar i este curentul ce sträbate spirelebobinei.

Unitatea de mäsurä pentru inductantä este henry H, cu submultiplii miliHsau microH.

Bobinele se realizeazä färä miez magnetic (bobine cu aer) sau dacä estenecesarä o inductantä mare, pe miezuri magnetice de diferite forme. Din punct devedere corstructiv, bobinele se impa( in bobine fixe (cu L = const.) gi bobinereglabile. in al doilea caz, inductanta poate fi variatä, prin deplasarea unui miezde feritä in interiorul bobinei sau prin modificarea inductan{ei mutuale M intredouä bobine cuplate, agezate pe acelagi suport.

Inductan{a unei bobine cu aer depinde de numärul de spire, dedimensiunile conductorului, de forma bobinei si de modul de bobinare. in cazul

rT)

i

ffiJIFigura 21.4

t4l

l\l|Ltr6

lrolrrfrr,krr (,u nrc/, n(1r(.it.rrlil deprnde gi de permeabilitatea magneticä a

ttttt,,zttlttt[:terrtru a cvrti] actrunoä perturbatoare a cämpurilor magnetice exterioare

(sau pentru a protcla alte elemente de circuit de acliunea cämpului magneticpropriu) bobinele se inchid in ecrane magnetice realizate din materialeferomagnetice de inaltä permeabilitate (permalloy, mumetal etc).

Prin cregterea frecven(ei cämpurilor perturbatoare acltunea de ecranarescade odatä cu micgorarea permeabilitälii materialului magnetic. De aceea, la

frecvente ridicate ecranele se realizeazä din materiale nemagnetice cuconductibilitate ridicatä (Cu, Al) care micgoreazä cämpurile perturbatoare datorttäactiunii curentrlor turbionari.

21.5. Reactanfa

Bobinele t 9i condensatoarele se opun trecerii curentului alternativ.Aceastä rezisten!ä se numegte reactantä X gi se mäsoarä in ohmi. Reactantadepinde de valoarea bobinei sau a condensatorului gi de frecventa formei deundä

O bobinä are o reactan!ä inductivä, care cregte cu frecvenla:

Xr=2n.f .L=cu.L (21 6)

Un condensator are o reactantä capacitivä, care scade cu frecvenla.

Anexä

Figura 21.5

Dacä tensiunea de intrare diry.'Onmar este Ur, tensiunea de iegire din

secundar este U2, curentul din primar este lr, curentul din secundar este 12,

numärul de spire din primar este Nr, numärul de spile din secundar este Nz,

atunci se poate scrie relalia care definegte raportul de transformare n:

(21.9)

Tensiuneade iegire c.a

U2

u, I, N,ll -

-U, I' N,

i1\^ -

-

' Zn.f .C(21.7)

21.6. lmpedanta

Un circuit care contine o reactantä lcapacitivä sau inductivä) El orezistentä, are o rezistentä totalä numitä impedantä, Z. lmpedanla este sumafazorialä a reactantei X gi a rezistentei R.

(21.8)

21.7. Transformatorul

Transformatorul este un element de circuit, realizat din douä infäguräriseparate, numite primar gi secundar (figura 21 5) infägurärii ,,primar" ii esteaplicatä tensiunea de intrare (in general, tensiunea re{elei 220 V c.a. 50 Hz), careva produce un cämp magentic variabil. Acest cämp magnetic va induce ininfägurarea secundarä, o tensiune de c.a. de aceeagi frecventä cu tensiunea deintrare. Amplitudinea tensiunii din secundar va fi determinatä de de numärul despire, atät din secundar, cät gi din primar.

142 143

Brblioiyrafie

BIBLIOGRAFIE

7

B

2.

Adrian GRAUR, Dispozitve gi circuite eleclronice - indrumar de laborator,

Universitatea "gtefan cel Mare", Suceava, 1994

Adrian GRAUR, Bazele electronicii, Editura Mediamira, Cluj-Napoca'1 0a7

Dan DASCALU, Gheorghe $TEFAN $ a., Dispozitive 9i circuite

electronice, Editura Didacticä 9i Pedagogicä, Bucuregti, 1982

Dan DASCALU, Adrian RUSU, Dispozitive 9i circuite electronice, Editura

Didacticä gi Pedagogicä, Bucuregti, 1982

Thomas [. flOyO, Dispozitive electronice, Editura Teora, Bucuregti,

2003CameliaNEAC$U,MarinSARAC|N,Componentegidispozitiveelectronice, Editura Matrix ROM, Bucuregti, 2005

K. F. IBRAHIM, Introducere in electronicä, Editura Teora, Bucuregti, 2005

Sever PA$CA, Niculae TOMESCU, lstvan SZTOJANOV, Eleclronicä

analogicä gi oigitata - Dispozitive 9i circuite electronice fundamentale,

Editura Albasträ, Cluj-Napoca, 2004Sorin POHOATA Televiziune indrumar de laborator, Edltura

Universitä{ii Suceava, 2007

10. Gabriel VASILESCU, $erban LUNGU, Electronicä, Editura Didacticä 9i

Pedagogicä. Bucuregti, 1 98'l

11. Emit bÄtr,,fnCHt, Aurelia TUNSOIU q.a., Electronicä, Editura Didacticä 9i

Pedagogicä, Bucuregti, 1979

i2. NicotäebRAcULANESCU, Constantin MIROIU I a., ABC..Electronica tn

imagini, Editura Tehnicä, Bucuregti, 1990

13. Dan DASCALU, Laurenliu TURIC g.a., Circuite electronice, Editura

Didacticä gi Pedagogicä, Bucure;ti, 1981

14. George f-öVfOni, befectele electronice, Editura Teora, Bucuregti, 200'1

/1 1 L,:-+--<l-:_! t5.\4

.-..:.t-1,:::-:,:': ' '...' . .1.:,

i.t;i131-.iil 1 t:,tj;,', i

l-r=tltlilil"ll

i..il'll'lr',ri:r.riLt:|l,:,t li{itc,,: ' . .li; +" ll:

- .ri

Documents

Dispozitive Electrice