nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC

4I. Introducere

6II. Documente necesare pentru activitatea de predare

7III. Resurse

7TEMA 1. Diode semiconductoare

7Fia suport 1.1.Definiie. Clasificare. Reprezentri convenionale

10Tema 1. Diode semiconductoare

10Fia suport 1.2. Dioda redresoare

15Tema 1. Diode semiconductoare

15Fia suport 1.3. Dioda stabilizatoare ( Dioda Zener )

18Tema 2. Tranzistoare bipolare

18Fia suport 2.1. Clasificare. Tipuri de tranzistoare bipolare.

23Tema 2. Tranzistoare bipolare (TB)

23Fia suport 2.2. Date de catalog . Marcare.

26Tema 3. Tranzistoare unipolare

26Fia suport . Clasificare. Tipuri de tranzistoare unipolare.

32Tema 4. Dispozitive semiconductoare multijonciune

32Fia suport 4.1. Diacul

35Tema 4. Dispozitive semiconductoare multijonciune

35Fia suport 4.2. Tiristorul

39Tema 4. Dispozitive semiconductoare multijonciune

39Fia suport 4.3. Triacul

43Tema 5. Circuite de amplificare

43Fia suport 5.1.Definiie. Clasificare. Parametrii

46Tema 5. Circuite de amplificare

46Fia suport 5.2.Preamplificatoare

48Tema 5. Circuite de amplificare

48Fia suport 5.3.Amplificatoare de putere

54Tema 5. Circuite de amplificare

54Fia suport 5.4.Amplificatoare oprtaionale(AO)

61Tema 6 Stabilizatoare de tensiune

61Fia suport 6.1 Definiie .Clasificare

65Tema 6 Stabilizatoare de tensiune

Fia suport 6.2.Stabilizatoare de tensiune realizate cu circuitul integrat A72365

70Tema 6 Stabilizatoare de tensiune

70Fia suport 6.3 Stabilizatoare de tensiune realizate cu circuite integrate cu trei terminale

74IV. Fia rezumat

77V. Bibliografie

I. IntroducereMaterialele de predare reprezint o resurs suport pentru activitatea de predare, instrumente auxiliare care includ un mesaj sau o informaie didactic.

Prezentul material de predare, se adreseaz cadrelor didactice care predau n cadrul colilor postliceale, domeniul Informatic, calificarea Tehnician infrastructur reele de telecomunicaiiEl a fost elaborat pentru modulul Circuite electronice, ce se desfoar n 121 ore, n urmtoarea structur: Teorie 53 ore

Laborator tehnologic 52 ore

Instruire practic 16 oreTeme Fie suportCompetene

TEMA 1. Diode semiconductoare Fia 1.1 Fia 1.2

Fia 1.3 C1,C2, C1,C2, C1,C2,

TEMA 2. Tranzistoare bopolare Fia 2.1. Fia 2.2 C1,C2 C1,C2

TEMA 3. Tranzistoare unipolare Fia 3 C1,C2

TEMA 4. Dispozitive semiconductoare miltijonciune Fia 4.1 Fia 4.2

Fia 4.3

C1,C2 C1,C2 C1,C2

TEMA 5.Circuite de amplificare Fia 5.1. Fia 5.2.

Fia 5.3.

Fia 5.4. C1,C2,C3,C4. C1,C2,C3,C4. C1,C2,C3,C4. C1,C2,C3,C4.

TEMA 6.Stabilizatoare de tensiune Fia 6.1 Fila 6.2

Fia 6.3 C1,C2,C3,C4. C1,C2,C3,C4. C1,C2,C3,C4.

C1 Identific dispozitive i circuite electronice analogice i digitale utilizate n realizarea echipamentelor de de telecomunicaiiC2 Interpreteaz parametrii ce caracterizeaz funcionarea circuitelor electronice din echipamentele de telecomunicaiiC3 Citete scheme cu circuite electronice din echipamentele de telecomunicaiiC4 Depaneaz subansamblele electronice din echipamente de telecomunicaii

Absolvenii nivelului 3 avansat, coal postliceal, calificarea Tehnician echipamente de calcul, vor fi capabili s ndeplineasc sarcini cu caracter tehnic de montaj, punere n funciune, ntreinere, exploatare i reparare a echipamentelor de calcul.

II. Documente necesare pentru activitatea de predare

Pentru predarea coninuturilor abordate n cadrul materialului de predare cadrul didactic are obligaia de a studia urmtoarele documente: Standardul de Pregtire Profesional pentru calificarea Tehnician echipamente de calcul, nivelul 3 avansat www.tvet.ro, seciunea SPP sau www.edu.ro , seciunea nvmnt preuniversitar Curriculum pentru calificarea Tehnician echipamente de calcul, nivelul 3 avansat www.tvet.ro, seciunea Curriculum sau www.edu.ro , seciunea nvmnt preuniversitar

III. ResurseTEMA 1. Diode semiconductoareFia suport 1.1.Definiie. Clasificare. Reprezentri convenionale

Definiie Diodele semiconductoare sunt dispozitive electronice formate dintr-o jonctiune pn, la extremitile creia sunt fixate conductoare de legtur, n contact metalic cu regiunea p, respectiv n. Contactul la regiunea p se numete anod , iar cel la regiunea n catod, trecerea curentului direct, de la anod la catod este redat prin sensul sgeii din reprezentarea conventional. (Tab 1.1.)Clasificarea diodelor

a ) dup natura materialului semiconductor folosit sunt :

diode cu siliciu

diode cu germaniu

b) dup tehnologia de fabricaie pot exista n principiu diode :

cu contact punctiform

aliate difuzate epitaxiale

c ) dupa utilizare se difereniaz urmtoarele tipuri de diode :

redresoare ( prescurtat DR), utilizate pentru conversia de energie din curent alternativ in curent continuu

de comutaie (DC), care realizeaz trecerea rapid de la starea de conducie la cea de blocare

de semnal (DS), utilizate in circuite de extragere a informaiilor coninute ntr-un semnal electric , care variaz n timp, ca de exemplu de detecie i amestec

stabilizatoare de tensiune sau diode Zener (DZ), care asigur ntre terminalele lor o tensiune constant , ntr-o gam de cureni specificat

varicap (DV), denumite i diode cu capacitate variabil, la care capacitatea variaz cu tensiunea aplicat

traductoare, care cuprind: fotodiode (F), diode electroluminiscente (LED)

speciale , incluznd diode tunel , Schottkey, Gunn

d ) dupa putere, diodele se pot clasifica n diode:

de putere mic, pentru cureni medii redresai mai mici de 3A

de putere medie, pentru curenti cuprini ntre 3A i 30A

de putere, pentru curenti cuprini ntre 30A i 200A

de mare putere, pentru curenti peste 200AReprezentri convenionale

Tab1.1..Reprezentri convenionale Dioda redresoareDioda stabilizatoareDioda

tunelDioda varicapFotodiodaDioda elecroluminiscent

Date de catalogDatele de catalog cuprind n general :

valori limit ce nu trebuie depite n timpul funcionrii

valori recomandate de productori

valori minime i maxime garantate pentru anumite condiii

valori tipice, cele mai probabile valori pentru anumii parametri

Trebuie precizat c majoritatea parametrilor de catalog sunt dai pentru o anumit temperatur a mediului ambiant (Tamb ) sau a jonciunii ( Tj ).

Indicii principali utilizai pentru mrimili electrice

F direct ( Forward ) , R invers sau repetitiv( Reverse) ,

H meninere , M valoare maxim

S scurtcircuit , sarcin accidental

Aspect fizic

Fig. Dispozitive semiconductoare (aspect fizic)Sugestii metodologiceUude?

n sala de clas sau in laboratorCum ?

frontal prin expunere i conversaie

frontal prin descoperire dirijat cernd elevilor pornind de la simbolul diodelor s descopere domeniul de utilizare

Modaliti de evaluare :oral i observare sistematic.

Tema 1. Diode semiconductoare

Fia suport 1.2. Dioda redresoare

Tab. 1.2.1Dioda redresoare :structur, simbol, caracteristic staticStructura fizicReprezentare convenionalCaracteristica static

Funionare

Dioda redresoare polarizat direct ( cu plusul pe anod i minusul pe catod,UF > 0 ) intr n conducie pentru valori ale tensiunii de polarizare mai mari dect tensiunea de prag ( 0,2 -0,4V pentru diode cu Ge si 0,4 0,7V pentru diodele cu Si ) .Peste aceast valoare curentul crete foarte rapid cu tensiunea. n polarizare direct dioda prezint o rezistent foarte mic (fraciuni sau uniti de ohm)

Dioda ideal n polarizare direct poate fi considerat comutator nchis .Dioda ideal se comport ca un comutator ideal comandat de tensiunea la borne. La polarizare invers ( cu plusul pe catod i minusul pe anod , U F< 0 ) dioda permite trecerea unui curent rezidual foarte mic . Deoarece valoarea intensitii curentului rezidual este foarte mic, putem considera cu o bun aproximare c la polarizarea invers a diodei redresoare, ntre anod i catod nu circul curent electric. Dioda ideal n acest caz poate fi considerat comutator deschis

Observaie . Prezena unei rezistene serie pentru limitarea curentului prin diod este aproape obligatorie , aceasta duce i la o mai bun stabilitate cu temperatura a circuitului n cazul alimentrii diodei la tensiune constant .Date de catalog :parametri specifici, mrimi limitParametrii electrici IF - curentul direct continuu, este valoarea instantanee a curentului direct prin diod.

UF- tensiunea continu direct,este valoarea instantanee a tensiunii directe la bornele diodei parcurse de un curent.

IO - curentul direct continuu maxim, este curentul maxim care poate trece prin diod n sens direct , n regim permanent, n absena oricrei componente alternative.Mrimi limit :

URRM tensiunea invers de vrf, este valoarea cea mai mare admisibil a tensiunii inverse n regim permanent.

IFRM -- curentul direct de vrf repetitiv, este valoarea instantanee cea mai ridicat a curentului direct, Depirea mrimilor limit duce la creterea excesiv a curentului prin diod, la supranclzirea ei i la distrugerea jonctiunii.Principalul parametru termic l constituie puterea maxim disipat

P= IFUF Temperatura ce rezult n timpul degajrii acestei puteri duce la creterea curentului prin diod , att a celui direct, ct si acelui invers. Pentru creterea capacitii de disipaie diodele de putere se monteaz pe radiatoare.Aspect fizic. Tipuri de capsule

Fig 1.2.Diode redresoare (aspect fizic)Marcare

Marcarea se face printr-o succesiune de litere i cifre imprimate pe capsula diodei . n cazul diodelor de mic putere este marcat catodul printr-o band colorat , iar n cazul diodelor de putere mare este marcat i simbolul diodei orientat n mod corespunztor. Sistemul european

Exemplu: B A 157 A l l l l-----------------indicaii diverse materialul de baz------------------l l l-------------------------numrul de serie

funcia de baz--------------------------l

A - diod de semnal de mic putere

B - diod cu capacitate variabil

E - diod tunel

Y - diod redresoare de putere

Z - diod Zener

Sistemul american

Exemplu : 1 N 4001

Structura----------------------------l l l--------------numrul de identificare

1 - diod l

2 - tranzistor , tiristor l

3 MOSTEC l

4 dispozitiv optoelectronic l

Natura ----------------------------------------lUtilizri

La construcia redresoarelor ce lucreaz cu semnale mari i frecvene mici, de obicei 50Hz.

La aplicarea unei tensiuni alternative, diodele vor funciona pe alternana pozitiv a acesteia , conducnd un curent mare proporional cu tensiunea aplicat , iar pe alternana negativ ele se vor bloca, lasnd s treac cureni att de mici nct pot fi considerai neglijabili. n felul acesta , pe diod se aplic o tensiune alternativ i n circuit apare un curent numai pe durata alternanei pozitive . Aceast operaie prin care se transform un semnal alternativ ntr-un semnal continuu poart numele de redresare. n circuite de limitare, sunt utilizate pentru a mrgini domeniul de variaie al semnalelor la anumite valori precizate.

Un dezavantaj al diodelor cu jonciune este acela c ele nu pot fi utilizate la frecvene mari de lucru datorit faptului c prezint o capacitate echivalent de minimum civa pF. Pentru acest domeniu se folosesc diode de o alt construcie tehnologic, numite diode cu contact punctiform.

Defecte specifice Pentru practic este important posibilitatea de verificare a diodelor cu ohmetrul. O diod fr defect prezint o rezisten neglijabil dac este polarizat direct i o rezisten foarte mare dac este polarizat invers.

Dioda scurtcircuitat prezint rezisten neglijabil in ambele sensuri. .Dimpotriv, o diod ntrerupt are, pentru ambele sensuri, o rezisten infinit

Sugestii metodologice

Unde ?

n laboratorul de electronic

Cum ?

frontal prin expunere i conversaie

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de diode date spre studiu

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se vizualizeze cu ajutorul osciloscopului caracteristica static a diodei redresoare

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se verifice diodele cu ajutorul ohmetrului,sau s se identifice terminalele unei diode fr defect

Cu ce?

diferite tipuri de diode, osciloscop, generator de semnal , multimetru, catalog de dispozitive electronice ,

Modaliti de evaluare : oral i prin prob practic

Tema 1. Diode semiconductoareFia suport 1.3. Dioda stabilizatoare ( Dioda Zener )Tab. 1.3.1Dioda stabilizatoare :structur, simbol, caracteristic staticStructura fizicReprezentare convenionalCaracteristica static

Funionare Pentru a ndeplini funcia de stabilizare, dioda stabilizatoare trebuie s funcioneze n regim de polarizare invers.n acest regim dioda are proprietatea de a limita tensiunea, nct peste o anumit valoare, tensiunea la bornele diodei ramne practic constant n timp ce curentul variaz ntr-un domeniu mare de valori.

Dac dioda stabilizatoare este polarizat direct ( plus pe anod i minus pe catod) se comport ca o diod obinuit.

Observaie. n serie cu dioda se monteaz un rezistor care ajut la limitarea curentului prin diod

Date de catalog :parametri specifici, valori limit

Mrimile ce caracterizeaz funcionarea unei diode stabilizatoare sunt urmtoarele :

Tensiunea de stabilizare ( UZ) este tensiunea la care apare regimul de strpungere. n catalog se precizeaz valorile minim, nominal i maxim a acestui parametru.

Rezistena dinamic ( rZ) reprezint rezistena intern a diodei n regiunea de strpungere . Are valori dependente de curentul prin diod i tensiunea VZ, de aceea ea se specific pentru un anumit curent IZ. Coeficientul de temperatur al tensiunii de stabilizare (VZ) reprezint variaia procentual a tensiunii de stabilizare pentru o variaie a temperaturii diodei de .Pentru tensiuni UZ < 6V coeficientul de temperatur al tensiunii este negativ, adic VZ scade cu creterea temperaturii ,iar pentru diode cu UZ > 6V, VZ crete cu temperatura. n aplicaiile n care se cere o bun stabilitate a tensiunii se utilizeaz diode cu tensiunea de stabilizare apropiat de valoarea de 6V.Valori limit

Puterea disipat maxim ( PR) reprezint practic produsul ntre tensiunea de strpungere i curentul invers maxim. Curentul invers maxim ( IZM) este valoarea maxim a curentului pe care l poate suporta dioda fr a fi deteriorat . Aspect fizic. Tipuri de capsule

Fig 1.3.Diode stabilizaroare (aspect fizic ) MarcarePe capsula diodei se marcheaza catodul printr-o band colorat si codul diodei.

Unul dintre cele mai utilizate coduri pentru diodele Zener este prezentat in exemplul de mai jos.

10 DZ 6V8

reprezint puterea__ _| | |________reprezint tensiunea de stabilizare nominal disipat I UZ = 6,8V

PR = 10 W Indic funcia diodei( diod Zener)Utilizri

La constructia stabilizatoarelor de tensiune . n cazul stabilizatoarelor parametrice dioda se monteaz n paralel cu rezistena de sarcin din circuit, deci orice variaie de curent care apare n circuit fie datorit variaiei tensiunii de alimentare, fie a rezistenei de sarcin este preluat de diod. Tensiunea la bornele diodei, care reprezint i tensiunea de ieire a montajului, rmne astfel constant.Se poate utiliza n stabilizatoarele electronice sau n alte circuite ca i bloc de furnizare a tensiunii de referin. n circuite de limitare, sunt utilizate pentru a mrgini domeniul de variaie al semnalelor la anumite valori precizate.Defecte specifice Dioda scurtcircuitat prezint rezisten neglijabil in ambele sensuri.

Dimpotriv, o diod ntrerupt are, pentru ambele sensuri, o rezisten infinit.Sugestii metodologiceUnde?

n laboratorul de electronic

Cum?

frontal prin expunere

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de diode date spre studiu

pe grupe prin lucrare de laborator in care se cere s se verifice diodele cu ajutorul ohmetrului,sau s se identifice terminalele unei diode fr defectCu ce ?

diferite tipuri de diode, multimetru, catalog de dispozitive electronice

Modaliti de evaluare :prob scris, prob practic.

Tema 2. Tranzistoare bipolare

Fia suport 2.1. Clasificare. Tipuri de tranzistoare bipolare.

Definiie

Tranzistoarele sunt dispozitive semiconductoare active ce ndeplinesc condiiile necesare amplificrii alternativ dopate. Denumirea de tranzistor vine de la transfer- rezistor, respectiv rezisten de transfer.

ClasificareDup tipul de purttori de sarcin ce contribuie la funcionarea lor, exist dou tipuri de tranzistoare:

Tranzistoare bipolare ( la care intervin n funcionare att electroni ct i goluri)

Tranzistoare unipolare( la care intervin n funcionare electroni sau goluri)

Tranzistoarele bipolare sunt de dou tipuri :

Tranzistoare cu jonciuni ( cu dou jonciuni)

Tranzistorul bipolar este format dintr-un monocristal de germaniu sau siliciu , n care se creeaz prin impurificare trei regiuni alternativ dopate. n funcie de regiunile ce alctuiesc tranzistorul cu jonciuni exist dou tipuri de tranzistore : Tranzistoare pnp ( emitorul i colectorul de tip p, iar baza de tip n) Tranzistoare npn ( emitorul i colectorul de tip n, iar baza de tip p)Obs. Sensul sgetii ce prezint curentul de emitor indic i tipul tranzistoruluiTab 2.1.1.Structura i simbolurile tranzistoarelor bipolare Tipul tranzistoruluiStructura fuzicReprezentarea convenional

Tranzisorul pnp

Tranzistorul npn

Regimurile de funcionare ale tranzistoarelor bipolareDup felul polarizrilor aplicate celor dou jonciuni ale unui tranzistor, se pot deosebi patru regimuri de funcionare :

Regumul activ normal : - jonciunea emitorului polarizat direct

- jonciunea colectorului polarizat invers

Regimul de saturatie - jonciunea emitorului polarizat direct

- jonciunea colectorului polarizat direct

Regimul de blocare - jonciunea emitorului polarizat invers

- jonciunea colectorului polarizat invers

Regimul activ invers - jonciunea emitorului polarizat invers

- jonciunea colectorului polarizat direct

Regumul activ normalEste regimul care este folosit n amplificare i n care sunt valabile ecuaiile tranzistorului.

Prima ecuaie fundamental a tranzistorului exprim condiia de conservare a sarcinii electrice.

IE = IB + ICunde IE este curentul de emitor, IB este curentul de baz, iar IC este curentul de colector.

A doua ecuaie fundamental a tranzistorului exprim componena curentului de colector i are dou forme :

IC = IE + ICBO i IC = IB + ICEO

unde - ICBO i ICEO sunt cureni reziduali

- - factor de amplificare n curent din emitor n colector

( =0,9 - 0,99 ) - - factor de amplificare n curent din baz n colector

( are valori ntre 10 i 1000 ) =

EMBED Equation.3 Regimul de saturatie n acest regim

tensiunea UCE are valori mici 0,2V 0,3V

curentul ce trece prin tranzistor are valori mari dar mai mici dect n regimul activ normal

EMBED Equation.3 tranzistorul prezint o rezisten de ieire foarte mic

tranzistorul poate fi considerat comutator nchis ( scurtcircuit)

Regimul de blocaren acest regim

tensiunea UCE este foarte mare , dependent de tensiunea de alimentare

curenii care circul prin tranzistor sunt mici ( cureni reziduali)

tranzistorul prezint o rezisten de ieire foarte mare

tranzistorul se comport ca un comutator deschis ( adic o ntrerupere n circuit)Regimul activ invers

n acest regim emitorul i colectorul i inverseaz rolurile , colectorul injecteaz purttori de sarcin n baz i emitorul le colecteaz. Este un regim mai mult folosit n comutaie.

Tipuri de conexiuni

Un tranzistor bipolar privit ca un cuadripol poare avea trei tipuri de conexiuni :

emitor comun ( EC)

Mrimile de intrare sunt (IB,UBE) iare cele de ieire (IC, UCE) baz comun(BC)Mrimile de intrare sunt (IE,UBE) iare cele de ieire (IC, UCB) colector comun(CC)Mrimile de intrare sunt (IB,UBC) iare cele de ieire (IE, UEC)Tab.2.1.2.Conexiunile tranzistorului bipolarConexiunea BCConexiunea CCConexiunea EC

Sugestii metodologice

Unde ?

n clas sau n laboratorul de electronic Cum ? frontal prin explicaie frontal prin descoperire dirijat cernd elevilor s descopere caracteristicile regimului de blocare, pornind de la caracteristicile regimului de saturaie. individual prin fie de lucru care conin cteva scheme electrice cu tranzistoare i n care se cere s se determine regimul de funcionare al tranzistorului sau tipul de conexiune pentru fiecare schemCu ce? fie de lucru.

Modaliti de evaluare: tem de lucru n clas, referate.

Tema 2. Tranzistoare bipolare (TB) Fia suport 2.2. Date de catalog . Marcare.Date de catalog

Parametrii specifici UCEsat - tensiunea de saturaie colector emitor

hFE, - factorul de amplificare n curent continuu,reprezint raportul dintre componentele continue ale curenilor de colector i de baz. fT frecvena de tranziie ICBO curentul rezidual Mrimi limit

Parametrii principali ce limiteaz funcionarea tranzistorului sunt :

Tj - temperatura maxim a jonciunii

PDmax - puterea disipat maxim, este dat n anumite condiii specificate. ICM - curentul de colector maxim

UCEOtensiunea de strpungere colectoremitor cu baza n gol, este tensiunea la care curentul de colector crete peste o valoare stabilit , baza fiind neconectat. Marcare

Marcarea se face printr-o succesiune de litere i cifre imprimate pe capsula tranzistorului . Exist foarte multe coduri pentru marcarea tranzistoarelor , dar cele mai utilizate sunt :

Sistemul european

Exemplu: B C 107 A l l l l-----------------indicaii diverse materialul de baz------------------l l l-------------------------numrul de serie

funcia de baz--------------------------l

C tranzistor de JF de mic putere

D - tranzistor de JF de putere

S - tranzistor de comutaie de mic putere

Sistemul american

Exemplu : 2 N 3333

Structura----------------------------l l l--------------numrul de identificare

1 - diod l

2 - tranzistor l

3 MOSTEC l

4 dispozitiv optoelectronic l

Natura ------------------------------------l

Aspect fizic Tipuri de capsule Fig.2.2. Tipuri de capsule pentru tranzistoare bipolareUtilizri

Tranzistorul bipolar este unul dintre cele mai utilizate dispozitive semiconductoare i este folosit aproape n toate circuitele electronice de baz:

n amplificatoarele electronice

ca element de reglare sau aplificator de eroare n stabilizatoarele electronice

n circuite de protecie

ca i comutator comandat

n oscilatoare

n circuite basculante

n generatoare de tensiuni liniar variabile

n cicuite logice realizate cu componente discreteDefecte specifice Pentru practic este important posibilitatea de verificare a tranzistoarelor cu ohmetrul. O jonciune fr defect prezint o rezisten neglijabil dac este polarizat direct i o rezisten foarte mare dac este polarizat invers.

O jonciune scurtcircuitat prezint rezisten neglijabil n ambele sensuri,iar

o jonciune ntrerupt are, pentru ambele sensuri, o rezisten infinit.Sugestii metodologice

Unde ?

n laboratorul de electronic Cum ?

frontal prin explicatie i conversatie

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de tranzistoare date spre studiu

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se verifice tranzistoarele cu ajutorul ohmetrului,sau s se identifice terminalele unor tranzistoare fr defect

Cu ce ?

diferite tipuri de tranzistoare, multimetru, catalog de dispozitive electronice

Modaliti de evaluare : prob scris ,prob practic

Tema 3. Tranzistoare unipolare

Fia suport . Clasificare. Tipuri de tranzistoare unipolare.

DefiniieTranzistoarele cu efect de cmp (numite uzual TEC sau FET Field Effect Transistor ) sunt dispozitive electronice a cror funcie se bazeaz pe modificarea conduciei unui canal semiconductor sub influena unui cmp electric. Deoarece conducia electric este determinat de un singur tip de purttori i anume purttorii majoritari, tranzistoarele cu efect de cmp se mai numesc i tranzistoare unipolare. Clasificare Exist trei categorii de tranzistoare cu efect de cmp :

Tranzistoare cu poart jonciune ( TEC - J)

Tranzistoare cu poart izolat ( TEC-MOS)( M-metal, O- oxid , S-semiconductor) Tranzistoare cu substraturi subiri

Tranzistoarele cu efect de cmp sunt preferate fa de tranzistoarele bipolare datorit urmtoarelor proprieti :

ca dispozitive comandate n tensiune TEC prezint impedan de intrare foarte mare

TEC pot fi utilizate ca rezistene comandate n tensiune i ocup n tehnologie integrat o arie mai mic dect rezistena echivalent, TEC au o arie mic n raport cu tranzistoarele bipolare ,rezult de aici avantaje pentru fabricarea circuitelor complexe( memorii,microprocesoare, etc)

nivel de zgomot redus

liniaritate bun a circuitului

Terminalele tranzistorului se numesc : Surs S, dren D ,Poart sau Gril - GMarcare

Marcarea se face printr-o succesiune de litere i cifre imprimate pe capsula diodei . Exist foarte multe coduri pentru marcarea tranzistoarelor , dar cele mai utilizate sunt :

Sistemul european

Exemplu: B F 245 A l l l l-----------------indicaii diverse materialul de baz------------------l l l-------------------------numrul de serie

funcia de baz--------------------------l

C tranzistor de JF de mic putere

D - tranzistor de JF de putere

S - tranzistor de comutaie de mic putere

F - tranzistor de . F. de mic putere

Sistemul american

Exemplu : 3 N 4091

Structura----------------------------l l l--------------numrul de identificare

1 - diod 2 - tranzistor ,tiristor

3 dispozitiv cu patru electrozi

(MOSTEC )

4 dispozitiv optoelectronic

Aspect fizic ( Tipuri de capsule) Fig 3.1. Tipuri de capsule pentru TEC-JDate de catalogValori limit

UGS tesiunea dintre surs i gril( TEC-J care nu sunt protejate n interior pot fi distruse uor prin depirea tensiunii directe pe jonciunea poart- surs)Ca orice dispozitiv semiconductor i la TEC depirea limitelor admise ale tensiunilor de alimentare sau polarizare duce la distrugere.

UDS tensiunea dren- surs

ID curentul de dren, este curentul de dren la UGS i UDS specificate, aproape de blocare.Pd puterea disipat maxim care este specificat pentru o temperatur ambiant de 25

Parametrii specifici g m transconductana direct, este panta tranzistorului la variaii de semnal mic a TECrDS rezistena dren surs, este rezistena ntre dren i surs la UGS i ID specificateIDSS curentul de dren de saturaie, este curentul de dren la o tensiune UDS specificat. Tranzistoare TEC-J

Fig. 3.2. Reprezentri convenionale pentru TEC-J Funcionare i utilizri Pe o anumit poriune a caracteristicii de ieire ( la UDS mici) dispozitivul se comport ca o rezisten comandat n tensiune.Ca aplicaii tipice pentru TEC-J n rol de rezisten variabil se menioneaz atenuatoarele controlate prin tensiune i circuitele pentru reglarea automat a amplificrii. La UDS mari tranzistorul TEC-J se comport fa de dren ca un generator de curent comandat de tensiunea UGS. Dac punctul de funcionare al TEC-J este stabilit pentru un curent de dren maxim IDmaxim, pentru o variaie destul de mare a tensiunii UDS vom obine o variaie neglijabil a lui ID. TEC-J sunt folosite i n etaje de amplificare de semnal mic la joas i nalt frecven.Tranzistoarele cu efect de cmp nu ofer ctiguri mari n tensiune ,dar ctigurile sunt foarte mari n curent i n putere.Ofer de asemenea impedan mare la intrarea amplificatorului i distorsiuni de neliniaritate reduse . Se mai pot utiliza ca i comutatoare de semnal analogic folosite n circuite de eantionare i memorare sau multiplexarea i demultiplexarea semnalelor analogice .

Observaie. Aceste dispozitive nu acoper ns domeniul de aplicaii la puteri mari. Acest domeniu este rezervat tranzistoarelor bipolare i TEC- MOS de putere.

Tranzistoare TECMOS

Fig.3.3. Reprezentri convenionale pentru TEC-MOS Funcionare i utilizri TEC-MOS sunt foarte mult utilizate n realizarea circuitelor integrate n special n circuite digitale . Ele sunt utilizate att ca dispozitive active ct i ca rezistene sau capaciti . Circuitele integrate cu TEC pot fi produse cu un nivel mare de complexitate la preuri de cost reduse. Creterea gradului de integrare prin micorarea dimensiunilor duce la reducerea capacitilor parazite i la creterea vitezei de lucru. O aplicaie important a tranzistorului TEC MOS este inversorul CMOS . Acesta face parte dintr-o familie de circuite care utilizeaz tranzistoare cu simetrie complementar . Avantajul principal al familiei CMOS este consumul de putere foarte mic.Inversorul CMOS poate fi utilizat i ca amlificator de semnal mic. Pot fi folosite n comutaie, un circuit CMOS important este comutatorul bilateral pentru semnale analogice, DefecteUn dezavantaj al TEC-MOS este marea fragilitate fa de apariia unor tensiuni accidentale pe poart. Sarcini extrem de mici pot determina tensiuni de ordinul sutelor care pot distruge tranzistorul . Din aceast cauz la utilizarea TEC-MOS trebuie luate precauii speciale de punere la mas a tuturor elementelor cu care iau contact( mna operatorului, ciocanul de lipit) .

Pentru a evita distrugerea componentelor MOS

pinii acestora vor fi scurt-circuitai printr-un fir conductor pn dup introducerea n circuit toate intrrile neutilizate vor fi conectate la mas , la ES sau la ED utilizatorul va evita folosirea n mbrcminte a unor materiale care favorizeaz acumularea de sarcini electrice este indicat folosirea unei brri metalice prin care mna operatorului s fie conectat la potenialul de referinTrebuie precizat c unele dispozitive MOS sunt prevzute cu circuite de protecie ncapsulate. Asemnri ntre TEC-J i TEC - MOS

ambele sunt comandate n tesiune

au curentul de intrare mic ( la TEC-MOS ID = 10A)

impedan de intrare foarte mare ( la MOS 10 - 10

EMBED Equation.3 )

frecvena de lucru foarte mare

dependen mic de temperatur

Obsevaii. TEC-MOS sau TB ?Zgomotul tranzistoarelor TEC-MOS este destul de mare i ca urmare nu sunt adecvate aplicaiilor unde nivelul semnalului este mic.TB n general sunt mai performante dect TEC, au transconductana mai mare i comportarea cu frcvena mai bun de aceea sunt preferate n multe aplicaii.La puteri mari ns , TEC-MOS are o mai bun liniaritate dect TB. De asemenea , comutatoarele cu TEC-MOS au o comutaie rapid n comparaie cu TB, care are o semnificativ ntrziere datorit intrrii n saturaie. Preul de cost mai ridicat al tranzistoarelor TEC-MOS face ca alegera ntre cele dou tranzistoare s nu fie uoar.Sugestii metodologice

Unde ?

n laboratorul de electronic Cum ?

frontal prin explicaie i conversatie

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de tranzistoare date spre studiu individual prin fie de lucru n care se cere s se realizeze o paralel ntre tranzistoarele bipolare, TEC-J i TEC-MOS.Cu ce ?

Tranzistoare TEC-J i TEC-MOS, catalog de dispozitive electronice, fie de lucru.

Modaliti de evaluare:prob practic , prob oral, tem de lucru n clas.

Tema 4. Dispozitive semiconductoare multijonciune

Fia suport 4.1. Diacul

DefiniieDiacul este un dispozitiv multijonciune care are proprietatea diodei pnpn n ambele sensuri de conducie. Dispozitivul are cinci straturi i patru jonciuni. Poate fi considerat ca fiind realizat din dou structuri pnpn aezate n antiparalel n acelai cristal de siliciu.Tab.4.1. Diacul: structur, simbol, caracteristic curent - tensiuneStructura fizicReprezentare convenionalCaracteristica curent - tensiune

Funcionare La aplicarea unei tensiuni UE12 pozitive structura din dreapta este polarizat direct i intr n conducie cnd tensiunea atinge valoarea UBO, iar caracteristica curent- tensiuneare are forma din fig.4.1.( cadranul 1) .

Cnd polaritatea tensiunii se inverseaz intr n conducie la tensinea UBO jumtatea din snga structurii , rezultnd astfel ramura simetric a caracteristicii din cadranul 3 .

Din cele prezentate rezult c diacul blocheaz tensiunile aplicate la ambele polariti i conduce n direct n ambele sensuri.

Date de catalog

Tensiunea de ntoarcere ( UBO) este tensiunea la care diacul se amorseaz. n catalog se precizeaz valorile minim, nominal i maxim a acestui parametru.

Curentul de ntoarcere maxim ( IBOM)

Tensiunea de salt minim ( US) la un curent IS dat.Marcare

Pe capsula diacului este marcat codul diacului.

Exemplu : DC 32

diac ------I I---------tensiunea de ntoarcere nominal 32VAspect fizic( Tipuri de capsule) Utilizri

Diacul este un dispozitiv bidirecional , adic este caracterizat prin stri on i off att pentru polariti pozitive, ct i cele negative ale tensiunii anodice. n consecin, diacul este utilizat n aplicaii de curent alternativ ( de unde provine i denumirea sa de ac switch)

Se poate folosi pentru comanda tiristoarelor i a triacelor.

Sugestii metodologice

Unde ?

n laboratorul de electronic

Cum ?

frontal prin expunere

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de diacuri date spre studiu

pe grupe prin lucrare de laborator in care se cere s se vizualizeze cu ajutorul osciloscopului caracteristica curent- tensiune a unui diac.

individual prin fie de lucru care conin scheme electrice cu diacuri alimentate n curent continuu sau curent alternativ i n care se cere s se deseneze semnalele de la ieire.

Cu ce?

diferite tipuri de diacuri, osciloscop, generator de semnal , catalog de dispozitive electronice , fie de lucru

Modaliti de evaluare:oral, prob practic, tem de lucru n clas .

Tema 4. Dispozitive semiconductoare multijonciune

Fia suport 4.2. Tiristorul

DefiniieTiristorul este un dispozitiv multijonciune pnpn prevzut cu un electrod de comand ( numit poart-P sau gril G ) care face posibil controlul strii blocat conducie n anumite condiii.

Tab.4.2. Tiristorul: structur, simbol, caracteristic curent - tensiuneStructura fizicReprezentare convenionalCaracteristica curent - tensiune

FuncionarePe carcteristica curent tensiune a tiristorului se poate observa :

poriunea OA care corespunde strii de blocare n sens direct a tiristorului

punctul A corespunztor tensiunii de comutare UBO poriunea AB n care tiristorul prezint o rezisten diferenial negativ i punctul de funcionare pe aceast caracteristic are o poziie instabil

poriunea BC care corespunde strii de conducie Amorsarea tiristorului. Trecerea tiristorului din starea de blocare n starea de conducie se numete amorsare Amorsarea tiristorului se poate face prin aplicarea unei tensiuni continue cu plusul pe anod i minusul pe catod , lsnd poarta nealimentat. Tiristorul trece din starea de blocare n starea de conducie cnd tensiunea anod-catod UAK are valoarea tensiunii de comutare UBO.Dup amorsarea tiristorului curentul prin tiristor crete brusc,iar tensiunea la bornele lui scade. Amorsarea tiristorului se poate face pentru tensiuni anod- catod UAK mai mici, n cazul n care se injecteaz un curent exterior de comand. Aceasta se face prin aplicarea unei tensiuni ntre gril i catod astfel nct jonciunea J2 s fie polarizat direct. Cu ct curentul de poart este mai mare cu att tensiunea de amorsare UAK este mai mic. Dup amorsarea tiristorului semnalul de comand poate fi nlturat. Semnalele de comand de putere mic sunt furnizate de circuite de comand realizate cu dispozitive semiconductoare de mic putere, circuite integrate sau tranzistoare unijonciune.Blocarea tiristoruluiExist dou posibiliti de blocare a unei strcturi pnpn: prin comutaie natural, adic scderea curentului prin dispozitiv sub valoarea de meninere IH prin comutaie forat , adic aplicarea unei tensiuni de polarizare inverse ntre anod i catodDate de catalog Mrimi limit URRM - tensiune invers de vrf, repetitiv ITSM curent de suprasarcin accidental n stare de conducie Parametrii caracteristici

IH - curent continuu direct de meninere IT - curent continuu direct n stare de meninere UBR - tensiunea invers de strpungere

IGT curent continuu de comand de amorsare

VGT tensiunea continuu de comand de amorsare

Aspect fizic( Tipuri de capsule) Fig.4.2.Tipuri de capsule pentru tiristoareMarcare

Marcarea se face printr-o succesiune de litere i cifre imprimate cu cerneal special pe capota tiristorului . n majoritatea cazurilor marcajul ncepe cu marca productorului i simbolul tiristorului orientat n mod corespunztor.Exemplu : T 16 N 8 (P)

I I I I I------------tipul capsulei

Tiristor----------------------------------I I I I P-plastic

Curentul continuu durect ------------- I I I--- -URRM tensiunea invers n stare de meninere I de vrf repetitiv

Grupa vitezei de comutaie---------------- I ( 8= 800 V) N-tiristoare normale

Fsau R- tiristoare rapideUtilizriTiristoarele se utilizeaz : n construcia redresoarelor de putere comandate monofazate i trifazate a invertoarelor ( care transform energia de curent continuu a sursei de curent continuu n energie de curent alterntiv n convertoare de c.a. c.a. ( care transform energia de curent alternativ cu anumii parametri n energie de curent alternativ avnd n general ali parametri)

n convertoare de c.c. c.c.

n relee electronice i circuite de supraveghere i comand n comanda motoarelor electriceDefecte specifice

Exist valori limit absolute care depite nu provoac distrugerea imediat a dispoztivului ns determin o deteriorare nesesizabil a structurii i reducerea n consecin a fiabilitii.

Depirea ns a valorilor limit absolute a tensiunilor accidentale pot provoca distrugerea imediat a dispozitivului prin depirea cmpului critic (de strpungere) sau prin aprinderea necontrolat prin depirea UBO.Sugestii metodologiceUnde?

n laboratorul de electronic

Cum ? frontal prin expunere , conversatie , problematizare

frontal prin descoperire dirijat

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de tiristoare date spre studiu .

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se verifice tiristoarele cu ajutorul ohmetrului i s se identifice terminalele. individual prin fie de lucru care conin scheme electrice cu tiristoare alimentate n curent continuu sau curent alternativ i n care se cere s se deseneze semnalele de la ieireCu ce?

diferite tipuri de tiristoare, catalog de dispozitive electronice , multimetru fie de lucru . Modaliti de evaluare:prob scris, prob practic, referate

Tema 4. Dispozitive semiconductoare multijonciuneFia suport 4.3. Triacul

DefiniieTriacul este o structur semiconductoare cu ase straturi prevzut cu o singur poart i dou borne pentru terminale E1i E2 .Funcional triacul poate fi considerat ca fiind format din dou tiristoare conectate n antiparalel. Tab.4.3. Triacul: structur, simbol, caracteristic curent - tensiuneStructura fizicReprezentare convenionalCaracteristica curent - tensiune

Sugestie metodologic

Elevii vor descoperi funcionarea triacului considernd ca este format din dou tiristoare montate n antiparale .

FuncionareElectrozii principali E1 i E2 nu mai pot fi numii anod i catod , fiecare poate deveni anod sau catod n funcie de cadranul n care lucreaz dispozitivul.

n absena semnalului de poart , dac amplitudinea tensiunii alternative nu depete valoarea UBO , triacul este blocat n ambele sensuri

Electrodul de comand poate injecta semnal de comand de ambele bolariti fa de E2. Poarta unui triac poate fi comandat n patru moduri( n toate cele patru cadrane) . Obinuit ns se folosete comanda cu impulsuri pozitive cnd electrodul vecin porii este polarizat negativ ( cadranul 1) i cu impulsuri negative cnd electrodul vecin porii este polarizat pozitiv( cadranul 3 ). n aceste cazuri se obine o sensibilitate maxim a comenzii.

Dup amorsarea tiristorului semnalul de comand poate fi nlturat

Triacul are performane dinamice de comutare mai reduse dect ale tiristorului datorit structurii sale interne mai complicate .

Blocarea dispozitivului se realizeaz similar cu cea a tiristorului Date de catalog

Mrimi limit UDRM - tensiune de vrf n stare blocat , repetitiv ITSM curent de suprasarcin accidental n stare de conducie Parametrii caracteristici

IH - curent continuu direct de meninere IT - curent continuu direct n stare de meninere IGT - curent continuu de comand de amorsare

UGT - tensiunea continu de comand de amorsare UD - tensiunea continu n stare blocatAspect fizic ( Tipuri de capsule ) Fig.4.3.Configuraia terminalelor pentru tric

Marcare Exemplu : TB 10 N 2

Tiristor bidirecional( triac) -------I I I I----------------UD( sute voli )

Curent continuu direct n--------------- I I tensiune continu n

stare de meninere IT I stare blocat normal Utilizri

Triacul este utilizat n circuite de curent alterativ, apliciile sale cele mai frecvente fiind n domeniul controlului vitezei motoarelor electrice , a temperaturii, a iluminrii etc.Sugestii metodologice

Unde?

n laboratorul de electronic

Cum?

frontal prin expunere

frontal prin descoperire dirijat

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de triacuri date spre studiu.

individual prin fie de lucru care conin scheme electrice cu triacuri alimentate n curent continuu sau curent alternativ i n care se cere s se traseze formele de und de la ieire

Cu ce?

diferite tipuri de triacuri, catalog de dispozitive electronice , fie de lucru.

Modaliti de evaluare:oral, prob practic, tem de lucru n cals

Tema 5. Circuite de amplificare

Fia suport 5.1.Definiie. Clasificare. Parametri.

DefiniieAmplificatorul reprezint un cuadripol activ , prevzut cu dou borne de intrare i dou borne de ieire , capabil s redea la ieire semnale electrice de putere mult mai mare dect cele de la intrare.Pentru a ndeplini aceast funcie , un amplificator trebuie prevzut cu o surs de energie electric i un element activ care s transforme o parte din energia absorbit de la sursa de alimentare n energie de curent alternativ .

Clasificarea amplificatoarelor

Dup natura semnalului preponderent amplificat:

amplificatoare de tensiune

amplificatoare de curent

amplificatoare de putere

Dup valoarea benzii de frecven a semnalelor amplificate

amplificatoare de curent continuu

amplificatoare de audiofrecven (ntre 20 Hz i 20kHz)

amplificatoare de radiofrecven ( 20kHz i 30MHz)

amplificatoare de foarte nalt frecven ( ntre 30 MHz i 300 MHz)

Parametrii amplificatoarelor Amplificarea ( coeficientul de amplificare) este raportul dintre o mrime electric de la ieirea amplificatorului i mrimea corespunztoare de la intrare. n funcie de natura acestei mrimi se pot defini:

Amplificarea n tensiune este raportul dintre tensiunea de ieire Uo, i tensiunea de intrare Ui

Au=

Amplificarea n curent reprezint raportul ntre curentul de ieire Io i curentul de intrare Ii.

Ai=

Amplificarea n putere sau ctigul de putere este raportul dintre puterea de ieire Po i puterea de intrare Pi.

Ap =

n electronic pentru exprimarea valorii amplificrii se folosesc uniti logaritmice.Unitatea bazat pe logaritmii zecimali se numete decibel ( dB), iar cea bazat pe logaritmii naturali se numete neper(Np).

Au(dB) = 20 log Au , Au (Np) = ln Au

Ai (dB) = 20 log Ai , Ai (Np) = ln Ai

Ap (dB) = 10 log Ap , Ap (np) = ln Ap

Pentru a mri amplificarea unui semnal se pot utiliza mai multe amplificatoare n cascad. n acest caz amplificarea total este egal cu produsul amplificrilor.

Randamentul exprim eficacitatea transferului de putere de la sursa de alimentare n sarcin .

, unde Pu este puterea debitat n sarcin i Pa este puterea absorbit de la sursa de alimentare .

Caracteristica amplitudine frecven reprezint curba de variaie a modulului amplificrii n funcie de frecven.

Banda de frecvene este intervalul de frecvene n interiorul cruia amplificarea nu scade sub 3dB fa de valoarea la frecvene medii. Roportul semnal / zgomot reprezint raportul ntre tensiunea de ieire produs de semnalul amplificat i tensiunea de zgomot. Prin zgomotul amplificatorului se nelege semnalul obinut la ieire n lipsa semnalului de intrare. Raportul semnal / zgomot = 20 log , se exprim n decibeli Distorsiunile Reproducerea inexact a semnalului de ieire fa de cel de intrare , datorit fie variaiei amplitudinii cu frecvena, fie a unor frecvene noi introduse ,poart numele de distorsiuni.

Distorsiunile pot fi liniare:

distorsiuni ale amplitudinii n funcie de frecven

distorsiuni ale fazei n funcie de frecven sau neliniare: distorsiuni armonice

distorsiuni de intermodulaie

Sugestii metodologice

Unde ?

In laboratorul de electronic

Cum?

frontal prin expunere i conversaie

Individual prin fie de lucru n care se cere s se defineasc anumii parametri ai amplificatorului.

Cu ce?

Fie de lucru.

Modaliti de evaluare : oral, tem de lucru n clas , referate

Tema 5. Circuite de amplificare

Fia suport 5.2.Preamplificatoare

Definiie

Preamplificatoarele sunt circuite electronice care realizeaz mixarea, preamplificarea,coreciile caracteristicii de frecven i mbuntirea raportului semnal zgomot. Pentru preamplificare se utilizeaz circuite integrate i componente avnd zgomote proprii neglijabile n raport cu semnalul util, deoarece este foarte important transmiterea fidel a semnalelor electroacustice de nivel redus (mV).

Ca reprezentante tipice ale preamplificatoarelor integrate , de zgomot redus,se amintesc circuitele integrate , 382 i 387.

Preamplificatoarele , 382 i 387.Aceste tipuri de circuite prezint performane favorabile utilizrii lor n sisteme audio ca preamplificatoare :

zgomot mic de intrare (< 0,9 )

amplificare mare n bucl deschis (> 100dB)

alimentare de la o singur surs ( 9V......40V)

band larg de ctig unitar 15MHz

band de putere la 20Vv-v:75kHz

variaie n limite largi a tensiunii de ieire (Vcc 2V)

Cele trei variante sunt preamplificatoare duale i au aceeai configuraie de baz:

Circuitul permite alegerea ntre etajul de intrare diferenial i cel asimetric i modificarea curentului de polarizare a etajului de intrare, n scopul mbuntirii performanrlor de zgomot.

Preamplificatorul este prevzut cu o reea intern de rezistoare, care simplific schemele interne de conexiune.Aceasta permite selectarea unei game largi de valori pentru amplificarea n bucl nchis,precum i diverse caracteristici de frecven.

are un numr redus de terminale i ca urmare un pre de cost redus.

Configuraia terminalelor Figura5.2.1 . Configuraia terminalelor pentru i

Simbolul

Sugestii metodologice

Unde ?

In laboratorul de electronic

Cum?

frontal prin expunere i conversaie

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de preamplificatoare date spre studiu

Individual cu fie de lucru care conin diverse scheme de amplificare i se cere s se identifice rolul elementelor din circuit.

Cu ce?

Catalog de componente , fie de lucru

Modaliti de evaluare : oral, tem de lucru n clas, prob practic

Tema 5. Circuite de amplificare

Fia suport 5.3.Amplificatoare de putere

DefiniieAmplificatorul de putere este un amplificator de semnal mare care constituie ultimul etaj din lanul de amplificare al unui amplificator complex.El se mai numete i amplificator de semnal mare sau etaj de ieire.Amplificatoarele de putere au rolul de a realiza pe o impedan de sarcin ( difuzor ),

o valoare impus a puterii cu distorsiuni minime n toat banda de trecere. Conectarea sarcinii la un etaj trebuie s se fac astfel nct s se asigure transferul maxim de putere.

Principalele cerine impuse amplificatoarelor de putere sunt:

s aib rezistena de ieire sczut

s aib randament ct mai ridicat, acest aspect fiind foarte important n special n echipamentele portabile pentru a prelungi durata de utilizare a bateriilor.

s aib distorsiuni neliniare ct mai reduse,acest aspect fiind important n cazul amplificatoarelor audio de nalt fidelitate (HiFi)

s asigure excursie mare a semnalului de ieire

s nu afeacteze rspunsul n frecven al amplificatorului n ntreaga band de frecven

s aib consumul redus n stare de repausCa urmare amplificatorul audio este un lan de etaje amplificatoare necesare pentru a aduce semnalul la nivelul de putere impus. Tehnologia integrat ofer diverse variante de amplificare audio de putere . Dintre acestea fac parte i amplificatoarele audio TBA 790, TCA 150 . Ele conin urmtoarele etaje principale:

Etajul de intrare ,care asigur o impedan de intrare ridicat , o amplificare n tensiune moderat i eventual o limitare a semnalului de intrare

Etajul pilot sau prefinal, care aduce semnalul la nivelul necesar etajului final, realiznd n principal amplificarea n tensiune

Etajul final, este necesar obinerii unei amplificri n curent mare

Generatorul de curent de referin ,care asigur autocentrarea tensiunii de ieire de repaus la jumtate din valoare tensiunii de alimentare.

Amlificatorul TCA 150 are n plus un circuit de protecie termic, care limiteaz puterea disipat de etajul final i implicit temperatura chipului n cazul unei suprasarcini.

Amplificatorul audio de putere TBA 790TBA790 este un amplificator de joas frecven destinat aplicaiilor n gama frecvenelor audio n care puterea util nu depete 2,5W. Marcarea circuitului : TBA 790T 790AT

Literele din faa codului depind de firma productoare, iar cele de dup cod indic tipul de capsul folosit. Figura 5.3.1 Configuraia terminalelor pentru TBA 790TParametrii electrici

Curentul de alimentare redus i bine controlat fa de tensiunea de alimentare

Excursia tensiunii de ieire este aproape egal cu tensiunea de alimentate

Rezistena de sarcin optim este de 8

Impedana de intrare mare ( 50)

Tensiunea de ieire este meninut n tolerane strnse la datorit generatorului de curent de referin

Distorsiuni de racordare practic inexistente Valori limit absolute Tensiunea de alimentare 4V..........15V

Tensiunea de intrare -0,5V.....15V

Curentul de vrf repetitiv la ieire 1,5A

Puterea util maxim fr radiator ,la 25 este 1,6W

Pentru utilizarea raional a amplificatorului integrat TBA790Teste necesar cunoaterea puterilor disipate maxime, fr i cu radiator ale capsulei i dependena acestora de temperatura mediului ambiant.Amplificator audio de putere TCA 150

Figura 5.3.2. Configuraia terminalelor pentru TCA 150TTCA 150T este un amplificator de joas frecven destinat aplicaiilor n gama frecvenelor audio n care puterea util nu depete 5WParametri electrici

Curentul de alimentare redus i bine controlat fa de tensiunea de alimentare

Excursia tensiunii de ieire este aproape egal cu tensiunea de alimentate

Rezistena de sarcin optim este de 4

Impedana de intrare mare ( 50)

Tensiunea de ieire este meninut n tolerane strnse la datorit generatorului de curent de referin

Distorsiuni de racordare practic inexistente

Amplitudinea semnalului de ieire ce corespunde intrrii n funciune a proteciei termice este nedistorsionat.Valori limit absolute Tensiunea de alimentare 4V..........18V

Tensiunea de intrare -0,5V.....15V

Curentul de vrf repetitiv la ieire 2,3A

Circuitele de baz ce utilizeaz integratele TBA790T, TCA150T sunt prezentate n figura de mai jos.

a) cu sarcina la mas

b) cu sarcina la V+

Figura 5.3.3. Amplificatoare de audiofrecvenLa unele amplificatoare, n colectorul tranzistorului prefinal se folosete sarcina rezistiv n vederea realizrii conexiunii bootstrop. Este o metod pentru extinderea excursiei tensiunii de ieire a etajului pilot. Configuraia cu sarcina la mas realizeaz conexiunea bootstrop cu o rezisten RB i condensatorul CB, iar configuraia cu sarcina inclus n conexiunea bootstrap folosete un condensator notat CBS Rs reprezint rezistena difuzoruluiSursa de alimentare se decupleaz aproape de integrat cu o pereche de condensatoare

CF1 - electrolitic,CF11 - ceramicCF2 realizeaz filtrarea suplimentar a tensiunii de alimentare pentru etajul de intrare de semnal mic

CS condensatorul de cuplaj cu sarcina care este cel mai mare ca valoare i gabarit i impune frecvena limit de jos a amplificatorului CC condensator de corecie al amplificatorului integrat. Capacitatea de corecie se alege n funcie de amplificarea cu reacie i banda de frecven dorit

RE rezistena de reacie neativ pentru semnalul alternativ decuplat n c.c. prin condensatorul CEElementele R1 i C1 realizeaz un circuit de corecie necesar pentru evitarea defectrii amplificatorului , el eliminnd oscilaiile de frecven nalt .n figura 5.3.2.au fost desenate dou semne pentru masa schemei. Simbolul triunghiular reprezint masa preamplificatorului i este folosit pentru circuitele de intrare i reacie iar simbolul obinuit de mas reprezint masa amplificatorului (de putere) i este folosit pentru condensatoarele de filtrare i circuitele de ieire.Cele dou se vor lega mpreun ntr-un punct i anume borna minus de pe placa de montaj umde sosete legtura de la sursa de alimentare .Prin aceasta se elimin introducerea n circuitul de intrare a unor semnale nedorite.Observaii privind modul de execuie a montajelor audio

Realizarea corect a instalaiilor audio trebuie s respecte anumite recomandri privitoare la executarea montajelor:

acestea s fie ct mai compacte

lipiturule corect executate

terminalele componentelor ct mai scurte

componentele de la intrare trebuie plasate ct mai departe de ieire

respecterea conexiunilor de mas ale preamplificatorului i ale amplificatorului final (pini separai ) nu se recomand utilizarea soclurilor pentru circuite integrateSugestii metodologice

Unde ?

In laboratorul de electronic

Cum?

frontal prin expunere i conversaie. pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de amplificatoare de putere date spre studiu

Individual cu fie de lucru care conin diverse tipuri de amplificatoare de audiofrecven i se cere s se identifice rolul elementelor de circuit. pe grupe prin lucrare de laborator n care se realizeaz un amplificator cu TCA150 sau TBA 790T i se studiaz funcionarea lui . Cu ce?

Platform de studiu, osciloscop, multimetru numeric, generator de semnale, surs de tensiune reglabil, catalog de componente.

Modaliti de evaluare : oral, prob practic, tem de lucru n clas

Tema 5. Circuite de amplificare

Fia suport 5.4.Amplificatoare oprtaionale(AO)

Definiie

Amplificatoarele operaionale integrate sunt componente universale de circuit , cu ajutorul crora se pot realiza o diversitate extrem de mare de aplicaii liniare i neliniare . Denumirea de amplificatoare operaionale are numai o justificatre istoric , fiind motivat de faptul c primele amplificatoare de acest tip au fost folosite pentru realizarea unor operaii matematice(adunare ,scdere, nmulire i mprire cu o constant,integrare, derivare etc. )

Schematic ,un AO const din trei blocuri cu funcii distincte , fiecare bloc fiind constituit din unul sau mai multe etaje amplificatoare realizate cu tranzistoare intagrate.

Blocul de intrare este un amplificator diferenial, numit astfel deoarece amplific diferena dintre cele dou tensiuni de intrare INT+,INT- .

Blocul intermediar preia tensiunea furnizat de blocul de intrare i o prelucreaz pentru a corespunde cerinelor blocului de ieire.

Blocul de ieire asigur curentul de ieire necesar .Simbolul amlificatorului operaional

Amplificatorul operaional ( AO) prezint dou intrri, intrarea inversoare (INV + ) i intrarea neinversoare ( INV - ) o ieire (OUT,sau Vo )i doi pini de alimentare cu tensiune continu( V+,V-) , una pozitiv i una negativ. Pentru simplificare ,pinii de alimentare nu se reprezint n simbolul AO .

Figura 5.4.1.Simbolul pentru AO.Denumirea de intrare neinversoare reiese din faptul c o tensiune aplicat la aceast intrare se regsete la ieire amplificat i cu semn neschimbat( n faz cu semnalul de la intrare), iar o tensiune aplicat la intratrea inversoare se regsete la ieire amplificat i cu semn inversat ( n opoziie de faz cu semnalul de la intrare)Tipuri de capsule

Figura 5.4.2.Tipuri de capsule pentru circuitul integrat

Marcarea AO

Marcarea circuitului se face n litere i cifre. Cifrele reprezint codul .n faa codului pot s existe grupuri de litere ca :

A ., LM,A care depind de firma productoare , iar literele care sunt dup cod indic capsula folosit.Exemple de AO

fac parte din familia fiind 4 respectiv 2 AO intr-o capsul

face patre din familia amplificatoarelor operaionale de tip NortonParametrii principali ai AO. Impedana de intrare Zin este foarte mare ( ideal infinit ) motiv pentru care curenii de intrare au valori foarte mici ( ideal 0)

Amplificarea n tensiune n bucl deschis a este foarte mare ( n modelul ideal poate fi considerat infinit) n consecin diferena de tensiune ntre intrrile INT+i INT- este foarete mic ( poate fi considerat 0) .Valoare minim pentru a este 50 V/mV, valoarea tipic 200V/ mV. Impedana de ieire Zo este foarte mic ,( considerat 0 ),n consecin valoarea tensiunii de ieire nu depinde de rezistena de sarcin.

Tensiunea de ieire este limitat de tensiunea de alimentare.

Au o deriv a tensiunii nul,adic nu apare semnal la ieire n absena semnalului de intrare.

Valori limit absolute pentru AO uzuale ( de exemplu)

Tensiunile de alimentare pentru AO uzuale sunt V+= 15V, V- = -15V iar valorile limit absolute sunt V+= 22V, V- = -22V, adic 44V ntre bornele de alimentare .Exist i AO care lucreaz cu tensiuni de alimentare nesimetrice fa de mas ,sau care pot lucra cu o singur surs de alimentare.

Tensiunea de intrare diferenial este +/- 30V

Puterea disipat maxim este ntre 300mW i 500mw n funcie de tipul de capsul

Tensiunea de intrare +/- 15V

Reacia negativAmplificatoarele operaionale au numeroase neajunsuri,dintre care menionm:au tensiune de dezechilibru sau de offset la ieire ( abaterea tensiunii de ieire fa de zero cnd ambele intrri sunt scurtcircuitate la mas ),peste o anumit frecven a semnalului de intrare amplificarea a scade , valoarea amplificrii a difer de la un exemplar la altul de acelai tip. Majoritatea neajunsurilor sunt atenuate considerabil dac se adaug la AO un circuit de reacie negativ.

Reacia negativ presupune c o parte din semnalul de ieire este adus la intrare cu semnul minus, adic defazat cu fa de semnalul de intrare producnd o scdere a semnalului de ieire.

Circuite cu AO utilizri

AO inversorSchema de principiu conine un AO i o reea de reacie rezistiv ( format din rezistena R2, care face legtura ntre intrare i ieirea inversoare) . Semnalul de intrare este aplicat pe intrarea inversoare prin intermadiul rezistenei R1, iar intrarea neinversoare este legat la mas.

Figura 5.4.3.AO inversor

Pentru calculul amplificrii se pornete de la tensiunea de intrare diferenial care se consider nul. vd =( v+) ( v-) = 0, deci v+ = v-

V+ = 0 ( este legat la mas), deci v- = 0

Pentru nodul de intrare se obine I1+ Ir =Ii , Ii=0 , deci I1 = -Ir

Ui = I1 R1 , Uo = Ir R2 , Au = ==

Amplificarea n tensiune poate fi exprimat astfel : Au =

Semnul minus arat c tensiunea de ieire este n opoziie de faz cu cea de intrare.

Din aceast relaie se pot deduce unele proprieti ale AO inversor i anume :

nmulirea cu o constant

Dac R2= KR1 , unde K>1 , Uo= - KUi, deci tensiunea de ieire reproduce tensiunea de intrare multiplicat de k ori.

mprirea cu o constant

Dac R2= , unde K>1 , Uo = , deci tensiunea de ieire este o fraciune din tensiunea de intrare .

Circuit repetor

Dac K=1 , Uo =- Ui, deci prin legarea n cascad o unui numr par de amplificatoare, tensiunea de ieire va fi n faz cu cea de intrare.

AO neinversorn acest caz semnalul de intrare este aplicat la intrarea neinversoare , iar intrarea inversoare este legat la mas prin rezistena R1.

Figura 5.4.4.AO neinversor

Amplificarea n tensiune pentru acest montaj este:

Au = = 1+

Ao inversor sumatorSchema de principiu conine mai multe rezistene conectate n nodul de la intrarea inversoare .Prin intermediul acestora se aplic mai multe tensiuni la intrare , obinndu-se astfel la ieirea circuitului un semnal n antifaz , proporional n modul cu suma lor.

Figura 5.4.5.AO inversor sumator

Aplicnd teorema lui Kirchhoff n jurul nodului de la intrarea inversoare se ajunge la relaia :

+ ..... + =

Dac considerm rezistenele egale R1= R2= .......Rn = R obinem relaia

Uo = - ( U1+ U2 ... + Un)

Alte aplicaii ale AO Amplificatoare de tensiuna continu . Sunt circuite capabile s amplifice o tensiune constant n timp.( ele pot amplifica i o tensiune variabil n timp, dac viteza de variaie nu este prea mare)

Amplificatoarte de tensiune alternativ( amplificator inversor , amplificator neinversor)

Circuite pentru adunarea i scderea tensiunilor ( sumator inversor ,sumator neinversor, circuit sumator scztor ) Sunt circuite care se pot utiliza la mixarea semnalelor de audiofrecven.

Convertoare tensiune curent (surse de curent comandate n tensiune)

Amplificator de curent continuu

Circuite de integrare i derivare

Filtre active ( se folosesc pentru a favoriza trecerea semnalelor de anumite frecvene n raport cu semnalele de alte frecvene.)

Redresor de precizie

Circuite de comparare ( sunt circuite n care se pune problema de a determina care dintre dou tensiuni este mai mare, sau de a sesiza dac valoarea unei tensiuni este deasupra sau sub un nuvel de referin)Sugestii metodologice

Unde?

In laboratorul de electronic

Cum?

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se extrag datele de catalog i parametrii capsulelor pentru cteva tipuri de amplificatoare operaionale date spre studiu

fie de lucru care conin scheme cu AO n care se cere s se determine expresia tensiunii de ieire sau amplificarea i s se traseze formele de und de la ieire.

pe grupe prin lucrare de laborator n care se realizeaz diferite circuite cu AO i se vizualizazeaz formele de und ale tensiunilor cu ajutorul osciloscopului.

Cu ce ?

fie de lucru , cataloage de componente, platform de lucru , oscoloscop,

Modaliti de evaluare :prob oral, scris, tem de lucru n clas ,prob practic.

Tema 6 Stabilizatoare de tensiuneFia suport 6.1 Definiie .Clasificare.

Definiie.

Stabilizatoarele sunt circuite electronice care se conecteaz ntre sursa de alimentare nestabilizat i consumator, avnd rolul de a menine constant tensiunea sau curentul consumatorului, n raport cu variaiile :

tensiunii de intrare ale rezistenei sarcinii (a curentului de sarcin) ale temperaturii ambiante

i a altor factori perturbatori

Figura 6.1. Schema bloc a unei surse stabilizate U1- tensiune continu nestabilizat, care poate proveni de la reeaua de 230V,50Hz utiliznd un transformator de reea, circuit de redresare i filtru de netezire ,de la baterii sau alte surse de tensiune nestabilizat.

U2- tensiune continu stabilizat la ieireClasificarea stabilizatoarelor se face dup urmtoarele criterii:

dup parametrul electric meninut constant : stabilizatoare de tensiune i stabilizatoare de curent

dup metoda de stabilizare : stabilizatoare parametrice ( la care funionarea se bazeaz pe o comportare neliniar a unui element ,de exemplu o diod Zener care la o variaie mare a curentului,menine practic constant tensiunea la bornele diodei) i stabilizatoare electronice n care un tranzistor numit element regulator, preia variaiile de tensiune sau de curent ale sarcinii meninnd parametrul de ieire constant.

Stabilizatoarele electronice se pot clasifica dup urmtoarele criterii:

dup modul de conectare a elementului de reglaj sunt : stabilizatoare de tip derivaie( care constau n plasarea elementului de reglaj n paralel cu sarcina) i stabilizatoare de tip paralel ( care constau n plasarea elementului de reglaj n serie cu rezistena de sarcin) dup compexitatea schemei sunt stabilizatoare fr amplificator de eroare i cu amplificator de eroare dup modul de obinere a semnalului de eroare care comand elementul de reglaj, sunt: stabilizatoare cu compensare (la care semnalul de eroare se culege de la intrarea sistemului ),i stabilizatoare cu reacie(la care semnalul de eroare se culege de la ieirea sistemului).Parametrii stabilizatoarelor de tensiune

Cei mai importani parmerii ai stabilizatoarelor caracterizeaz variaia tensiunii de ieire n raport cu variaia altor mrimi din circuit. Stabilizarea n raport cu tensiunea de intrare

. 100 (%) pentru vI dat Stabilizarea n raport cu rezistena de sarcin

. 100 (%) pentru Io dat

Stabilizarea n raport cu temperatura

. 100 (%) pentru T dat

Unde :

. 100 (%) este variaia relativ a tensiunii de ieire msurat n procente

vI =vImax- vImin reprezint variaia tensiunii de intrare

Io =Iomax - Iomin reprezint variaia curentului de sarcin

T= Tjmax-Tjmin reprezint variaia temperaturii

Stabilizatoarele trebuie s indeplineasc n mod uzual urmtoarele cerine:

tensiunea trebuie s se menin constant cnd tensiunea reelei variaz n limitele prescrise

mrimea de ieire trebuie s varieze cu cel mult 1-2 % n tot domeniul de temperatur i sarcin prescris

rezistena intern a stabilizatorului de tensiune trebuie s fie ct mai mic ( sub 50 m)

componenta alternativ a tensiunii de ieire trebuie s fie mic( sub 20 mV)

randamentul energetic s fie ct mai mare

funcionarea stabilizatorului s nu produc perturbaii n reea

stabilizatorul trebuie protejat la scurtcircuit sau suprasarcini

la cuplarea sau decuplarea stabilizatorului s nu apar supracureni sau supratensiuni care ar periclita circuitele alimantate.

Deoarece nici un circuit electronic nu poate funciona fr alimentare a fost creat o mare diversitate de circuite integrate special destinate construirii stabilizatoarelor de tensiune.Exist:

stabilizatoare integrate de uz general (de exemplu:A 723)

stabilizatoare integrate de tensiune fix cu 3 terminale (de exemplu :LM78xx,LM79xx)

stabilizatoare integrate de tensiune ajustabil cu 3 terminale ( de exemplu :LM337,LM317)

stabilizatoare integrate duale cu urmrire ( de exemplu:MC1468,ROB1468 LM326)Sugestii metodologice

Unde?

n laboratorul de electronic sau n sala de clas

Cum?

frontal prin expunere i explicaie

frontal prin descoperire dirijat se afl cerinele stabilizatoarelor

Individual cu fie de lucru care conin diverse tipuri de stabilizatoare i n care se cere s se afle tipul de stabilizator innd cont de clasificarea fcut mai sus.

Cu ce ?

Fie de lucru

Modaliti de evaluare :oral, prob de lucru n clas .

Tema 6 Stabilizatoare de tensiuneFia suport 6.2.Stabilizatoare de tensiune realizate cu circuitul integrat A723

Stabilizatorul de tensiune integrat A723 se ncadreaz n categoria stabilizatoarelor cu reacie, cu element de reglare de tip serie. n principiu ,schema electric nu difer de schema stabilizatorului cu componente discrete. Deosebirea const n utilizarea unor blocuri funcionale n care se apeleaz la tehnici de circuit destul de complexe, pentru a obine un nivel de performan ridicat.Configuraia i rolul terminalelor

Figura 6.2.1 Configuraia terminalelor pentru A723 ALIM + ( v+), MASA-( v-) - Sunt terminalele la care se aplic tensiunea de intrare UI=9,5V....40V

UREF este terminalul la care se obine tensiunea de referin care poate fi cuprins intre 6,8V i 7,5V avnd valoarea tipic de 7,15V . Aceasta poate fi cobort pn la valoarea de 2V cu un divizor rezistiv conectat n exterior ntre borna UREF i mas. IEIRE (UO)- este terminalul la care se obine tensiunea de ieire.Tensiunea de stabilizare nu se poate cobor sub 2V deoarece amlificatorul de eroare nu mai funcioneaz corect sub aceast valoare.

n cazul stabilizatoarelor de tensiune fix, tensiunea de ieire nu rezult n general de valoare impus ,fiind necesar fie o ajustare a uneia din rezistenele divizorului , fie intercalarea ntre acestea a unei rezistene semireglabile . Este indicat s se utilizeze n divizoare att rezistene fixe, ct i semivariabile cu pelicul metalic, deoarece prezint o mai bun stabilitate n timp.

La ieire stabilizatorul poate debita un curent maxim de 150mA. Utiliznd la ieire tranzistoare externe se pot obine cureni pn la 10A.

INTR. PROT( CL) se numeste terminal de limitare a curentului

IE. PROT(CS) terminal de sesizare a curentului

INT INV (IN-). , INT: NEINV ( IN+) sunt intrrile amplificatorului de eroare care permite aplicarea la intrarea sa a unei tensiuni difereniale de maximum 5V

COMP- ntre borna COMP i INT INV se conecteaz un condensator ( ceramic,100pF) care realizeaz corecia amplificatorului de eroare, eliminnd autooscilaia stabilizatorului

ntre borna INT: NEINV i mas se poate conecta un condensator( de obicei ceramic de 10...1000nF sau electrolitic pn la 5F) care are rolul de filtraj, reducnd ondulaiile provenite de la intrare i zgomotul tensiunii de referin i deci al tensiunii stabilizate.

Deoarece proiectantul are acces la toate blocurile interne , circuitul este foarte flexibil putnd fi utilizat pentru toate tipurile de stabilizatoare: cu tensiunea fix sau reglabil

cu tensiunea de ieire mai mic, mai mare sau egal cu VREF cu stabilirea dup preferin a curentului de activare a protecieiProtecia stabilizatoruluiSituaia cea mai dezavantajoas pentru stabilizatoarele de tensiune este funcionarea n regim de suprasarcin ( adic n condiiile debitrii unui curent mai mare dect curentul maxim admis pentru funcionarea normal) sau n regim de scurtcircuit. ntre bornele INTR:PROT i IE.PROT se conecteaz o rezisten de limitare a curentului prin sarcin (RP) . Limitarea se poate face simplu sau prin ntoarcere.

Rezistena RP nu pritejeaz stabilizatorul. Ea limiteaz doar curentul i nu puterea disipat de circuit care depinde i de tensiunea dintre intrare i ieire.( T1 tranzistor extern)

ntoarcerea caracteristicii permite i protecia circuitului , reducnd limita de curent maxim odat cu creterea diferenei de tensiune dintre intrare i ieire.

a) b)

Figura 6.2.2. Protecia stabilizatorului prin: a) limitare de curent,

b) ntoarcerea caracteristiciiCaracteristici notabile

aceste stabilizatoare de tensiune permit accesul utilizatorului la intrrile i ieirile tuturor blocurilor funcionale

sunt livrate n capsule de mic putere

furnizeaz la ieire un curent de sarcin mic ( 150 mA)

posibilitatea creterii curentului de ieire pn la valori ce depesc 10A prin folosirea unor tranzistoare externe

exist posibilitatea utilizrii lor n mai multe variante,surse de tensiune pozitive sau negative cu nivel de tensiune la ieire reglabil ntre 2V i 37V

posibiliti de limitare a curentului de ieire

de realizare a unor surse n comutaie

sau realizarea unor generatoare de curent constantValori limit absolute

Tensiunea de intrare 40V ( A723) 30V( A723C)

Diferena de tensiune intrare ieire 40V ( A723) 30V( A723C)

Tensiunea diferenial de ieire la amplificatorul de eroare 5V Curentul din UZ ( terminalul 9 ) 25A

Curentul dinUREF ( terminalul 6) 15mA

Gama temperaturilor de funcionare 0- 70

Puterea disipat 500mSchema unui stabilizator cu A723 cu tranzistor extern

Figura 6.2.3.Stabilizator cu A723 Realizare practicLa acest stabilizator tensiunea de ieire este ajustabil n gama 5V.....15V i este destinat alimentrii unei sarcini cu curentul maxim Ismax = 0,9A

Redresorul trebuie s furnizeze o tensiune nominal de 22,5 V pentru 230V i pulsaii vrf la vrf de maximum 2V.

Stabilizatorul are o protecie de scurtcircuit a tranzistorului extern prin limitare cu ntoarcere.

Este dimensionat pentru o temperatur a mediului < 30.

Tranzistorul extern necesit un radiator plan vertical din tabl de aluminiu . Sugestii metodologice

Unde?

n laboratorul de electronic

Cum?

frontal prin expunere i explicaie

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se identifice cu ajutorul cataloagelor de componente terminalele i parametrii circuitului intagratA723

Individual cu fie de lucru care conin diverse tipuri de stabilizatoare cu A723 i se cere s se identifice rolul elementelor de circuit, s se determine tipul de protecie utilizat i dac s-a utilizat sau nu tranzistor extern.

pe grupe prin lucrare de laborator n care se studiaz funcionarea i performanele unui stabilizator.

Cu ce ?

Fie de lucru, catalog de dispozitive electronice, voltmetru, ampermetru, surs de tensiune reglabil, platform de lucru,

Modaliti de evaluare :oral, prob de lucru n clas ,observarea sistematic, prob practic.

Tema 6 Stabilizatoare de tensiuneFia suport 6.3 Stabilizatoare de tensiune realizate cu circuite integrate cu trei terminale

Circuitele din seriile 7800 i 7900 sunt printre cele mai folosite stabilizatoare de tensiune integrate. Fiecare circuit din aceste serii prezint trei treminale :

intrare , ieire i mas.

Marcarea circuitului integratSeria 7800 furnizeaz la ieire tensiuni stabilizate pozitive iar seria 7900 furnizeaz la ieire tensiuni stabilizate negative .

Ultimele dou cifre din numrul dispozitivului indic valoarea tensiunii stabilizate de ieire n Voli .

Exemple:

7805 este un stabilizator de 5V

7812 este un stabilizator de 12V

Ultimele dou cifre pot fi : 05,06,08,09,10,12,15,18,20,24.

Literele din faa seriei LM,A depind de firma productoare , iar cele de dup serie indic tipul de capsul utilizat.( A 7808AK ) Aspect fizic ( Configuraia terminalelor )

1- intrare,2- mas, 3- ieire Figura 6.3.1.Terminalele circuitului LM 78**, A 78**AvantajeFa de A723 circuitele din seria 7800,7900 au urmtoarele avantaje:

conin integrate schemele de protecie care menin stabilizatorul n zona sigur de funcionare

conin integrat reeaua de compensare n frecven

n schemele aplicative necesit cel mult trei componente discrete exterioare

furnizeaz la ieire cureni de ordinul amperilor

pot debita puteri de ordinul 10-100W . Ele sunt livrate n capsule cu trei terminale ca i tranzistoarele de putere,putnd fi montate pe radiatoare calculate n mod corespunztor.Valori limit absolute pentru LM7805 Tensiunea minim de intrare 7V

Tensiunea maxim de intrare 35V

Tensiunea de ieire 5V

Curentul de ieire 1,5A

Puterea disipat 12W

Observaie

Datorit circuitelor de protecie integrate aceste stabilizatoare de tensiune sunt practic indistructibile dac nu se depete tensiunea maxim de intrare.La depirea cderii de tensiune maxime stabilizatorul nu mai este protejat i se distruge. Protecia termic se utilizeaz pentru a nu se depi puterea disipat maxim admis pe circuitul integrat,aceast protecie fiind de asemenea eficient i n caz de scurtcircuit la ieire.RecomandriUzual la intrarea i ieirea acestor circiute integrate se conecteaz condensatoare . Condensatorul C1 conectat la intrare are rolul de a mpiedica apariia oscilaiilor datorate inductanelor parazite ale liniei de alimentare. Condensatorul C2 conectat la ieire are rolul de filtrare netezind tensiunea de ieire .Valorile acestor condensatoare sunt date n foaia de catalog.n funcie de tensiunea stabilizat trebuie s asigurm la intrare o tensiune cu cel puin 2V mai mare dect la ieire. Cataloagele de utilizare ale circuitelor integrate din seria 7800,7900 arat c aceste circuite pot fi utilizate n diferite aplicaii :

stabilizatoare de tensiune fix

stabilizatoare de tensiune negativ

stabilizatoare de tensiune reglabil stabilizatoare de tensiune cu mrirea curentului de ieire n care se monteaz un tranzistor extern circuilui integrat.

generatoare de curent constant

stabilizatoare cu protecia ieirii mpotriva unor tensiuni inverse ,n care se monteaz la ieirea stabilizatorului o diod redresoare polarizat invers stabilizatoare de tensiune cu cureni mari cu protecie

stabilizatoare duale de tensiune

stabilizatoare cu protecie la variaii mari la intrare, n care se monteaz n paralel cu circuitul intagrat o diod redresoare cu anodul la ieire i catodul spre intrare

Schema unui stabilizator de tensiune cu LM 7805 care furnizeaz la ieire o tensiune stabilizat de 5V i un curent de 1,5A este prezentat n figura 6.3.2.

Figura 6.3.2. Stabilzator de tensiune la 5V

Schema unui stabilizator care genereaz dou tensiuni de ieire , una pozitiv, cealalt negativ este prezentat n figura 6.3.3.

Figura 6.3.3 Stabilizator de tensiune la + / - 5V Circuitele LM317iLM337 - stabilizatoarede tensiune ajustabilCnd este nevoie de o alt tensiune stabilizat dect cea furnizat de stabilizatorul de tensiune fix, soluia const n utilizarea stabilizatoarelor intagrate de tensiune ajustabil cu trei terminale. Circuite tipice sunt: LM317,LM338,ROB317(pentru tensiune pozitiv) i LM337,ROB337 (pentru tensiune negativ)Aceste stabilizatoare integrate nu au terminal de mas ci un terminal de ajustare prin care trece un curent foarte mic (tipic 50A,maxim100A).Circuitul LM317 permite reglajul tensiunii n intervalul 1,25V....25V.

Circuitul ROB1468 (RM4195 )- stabilizatoare duale cu urmrire Pentru circuitele care au nevoie de alimentare diferenial simetric (de exemplu amplificatoare operaionale) se pot utiliza stabilizatoare duale cu urmrire ,adic una din ieiri urmrete tot timpul cealalt ieire. Cele dou ieiri se pstreaz tot timpul egale n modul, dar de semne diferite. Sugestii metodologice

Unde?

n laboratorul de electronic

Cum?

frontal prin explicaie

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se identifice cu ajutorul cataloagelor de componente terminalele si parametrii unor stabilizatoare integrate cu trei terminale Individual cu fie de lucru care conin diverse tipuri de stabilizatoare i se cere s se identifice rolul elementelor de circuit, s se determine tipul de protecie utilizat i dac s-a utilizat sau nu tranzistor extern.

pe grupe prin lucrare de laborator n care se cere s se realizeze practic diferite tipuri de stabilizatoarele i s se studieze funcionarea lor Cu ce?

Calaloage de componente , multimetru, surs de tensiune reglabil , platform de lucru.

Modaliti de evaluare:prob scris, tem de lucru n clas,prob practic.

IV. Fia rezumat

Numele elevului: _________________________Numele profesorului: _________________________

Competene care trebuie dobnditeActiviti efectuate i comentariiData activitatiiEvaluare

BineSatis-fctorRefacere

Identific dispozitive i circuite electronice analogice i digitale utilizate n realizarea echipamentelor de de telecomunicaii

Activitate 1

Activitate2

Interpreteaz parametrii ce caracterizeaz funcionarea circuitelor electronice din echipamentele de telecomunicaii

Citete scheme cu circuite electronice din echipamentele de telecomunicaii

Depaneaz subansamblele electronice din echipamente de telecomunicaii

Comentarii

Prioriti de dezvoltare

Competene care urmeaz s fie

dobndite (pentru fia urmtoare)

Resurse necesare

Competene care trebuie dobnditeAceast fi de nregistrare este fcut pentru a evalua, n mod separat, evoluia legat de diferite competene. Acest lucru nseamn specificarea competenelor tehnice generale i competenelor pentru abiliti cheie, care trebuie dezvoltate i evaluate. Profesorul poate utiliza fiele de lucru prezentate n auxiliar i/sau poate elabora alte lucrri n conformitate cu criteriile de performan ale competenei vizate i de specializarea clasei.

Activiti efectuate i comentarii Aici ar trebui s se poat nregistra tipurile de activiti efectuate de elev, materialele utilizate i orice alte comentarii suplimentare care ar putea fi relevante pentru planificare sau feed-back.

Prioriti pentru dezvoltarePartea inferioar a fiei este conceput pentru a meniona activitile pe care elevul trebuie s le efectueze n perioada urmtoare ca parte a viitoarelor module. Aceste informaii ar trebui s permit profesorilor implicai s pregteasc elevul pentru ceea ce va urma. Competenele care urmeaz s fie dobnditen aceast csu, profesorii trebuie s nscrie competenele care urmeaz a fi dobndite. Acest lucru poate implica continuarea lucrului pentru aceleai competene sau identificarea altora care trebuie avute in vedere.

Resurse necesare Aici se pot nscrie orice fel de resurse speciale solicitate:manuale tehnice, reete, seturi de instruciuni i orice fel de fie de lucru care ar putea reprezenta o surs de informare suplimentar pentru un elev care nu a dobndit competenele cerute.

Not: acest format de fi este un instrument detaliat de nregistrare a progresului elevilor. Pentru fiecare elev se pot realiza mai multe astfel de fie pe durata derulrii modulului, aceasta permind evaluarea precis a evoluiei elevului, n acelai timp furniznd informaii relevante pentru analiz.

V. Bibliografie

1. Aurelian, Chivu. Drago Cosma.(2005) Electronic analogic, Electronic digital, Editura Arvens2. Sabin, Ionel.Radu, Munteanu (1988) Introducere practic n electronic, Timioara : Editura Facla3. Vasile,Teodor,Dbrlat. Adrian,Peculea (2006) Circuite analogice i numerice,Cluj-Napoca:U.T.PRES

4. M,Ciugudean.(1986) Circuite integrate liniare-Aplicaii .Timioara:Editura Facla

5. R,Rpeanu.O,Chirica 1983Circuite integrate analogice-Catalog ,Bucureti:Editura Tehnic

6. Istvan,Sztojanov. Sever,Paca.Niculae,Tomescu (2004) Electronic analogic i digital,Cluj-Napoca:Editura Albastr7. Theodor,Dnil.Monica,Ionescu-Vaida (1995) Componente i circuite electronice, Manual pentru clasa a X-a , Manual pentru clasele a XI-a i a XII-a,Bucureti:Editura didactic i pedagogic.8. Gabriel,Oltean.(2007) Circuite electronice,Cluj-Napoca:U.T.PRES

9. German, Zoltan.(1999) Circuite integrate analogice. Trgul Mure :Universitatea Petru Maior10. Cosmin, Popa.(1999) Circuite integrate analogice.Bucureti:Editura Matrix Rom

11. Mircea , Ciugudean (1995) Circuite integrate analogice. Timioara : Facultatea de Electronic i Telecomunicaii

de tip p

de tip p

de tip n

de tip n

cu canal iniial

cu canal indus

TEC-MOS

TEC-j cu canal p

TEC-J cu canal n

Tranzistoare TEC-J reprezentri convenionale

_1303816391.unknown

_1304006930.unknown

_1304014846.unknown

_1304057903.unknown

_1304059985.unknown

_1305217491.unknown

_1305277830.unknown

_1305226213.unknown

_1305230104.unknown

_1305230138.unknown

_1305218620.unknown

_1305216258.unknown

_1305216388.unknown

_1304060069.unknown

_1304059336.unknown

_1304015881.unknown

_1304016800.unknown

_1304015450.unknown

_1304014453.unknown

_1304014654.unknown

_1304009630.unknown

_1304012506.unknown

_1304012649.unknown

_1304009673.unknown

_1304007007.unknown

_1303817966.unknown

_1303821299.unknown

_1304005818.unknown

_1304006888.u