Elektronske komponente zadaci drugi deo

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    1/45

    Elektronski fakultet u Niu

    ELEKTRONSKE KOMPONENTE

    (Semestar II, 2010. god)

    Zadaci sa raunskih vebi, drugi deo

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    2/45

    ZADATAK 1: Odrediti koncentraciju donorskih primesa kojom mora biti dopiran

    silicijum da bi na 300 K imao koncentraciju elektrona dvadeset puta veu od

    koncentracije upljina. Koncentracija sopstvenih nosilaca u silicijumu na sobnoj

    temperaturi (300 K) jeni= 1.131010

    cm3

    .......................................

    Reenje:

    Za poluprovodnike vai zakon o dejstvu masa:2

    inpn

    Dato je da je koncentracija elektrona dvadeset putavea od koncentracije upljina:

    pn 20 Zamenom u prethodni izraz dobija se:

    220i

    npp 2220i

    np

    Odavde se zamenom brojnih vrednosti dobija:39310

    10

    105.21025.020

    1013.1

    20

    cmcmn

    p i

    Znamo da je:

    pn 20 Odavde dobijamo:

    310105 cmn

    Kako su na sobnoj temperaturi sve primese jonizovane onda vai:

    nND Zamenom brojnih vrednosti dobija se:

    310105

    cmnND

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    3/45

    ZADATAK 2: Broj atoma u silicijumu je Nat= 51022

    atoma/cm3. Ako se silicijumu

    dodaju donorske primese u odnosu 1 atom primesa na 108 atoma silicijuma, nai

    promenu specifine elektrine otpornosti u odnosu na sopstveni (besprimesni)

    poluprovodnik na sobnoj temperaturi.Koncentracija sopstvenih nosilaca u silicijumu na sobnoj temperaturi (300 K) je

    ni= 1.1310

    10cm

    3, a pokretljivosti elektrona i upljina su

    n= 1450 cm

    2/Vs i

    p= 500 cm2/Vs.

    ......................................

    Reenje:

    Kada je poznata pokretljivost upljina i elektrona, kao i njihova koncentracija u poluprovodniku,specifina provodnost se izraunava prema izrazu:

    )( pn pnq

    Specifina otpornost je onda:

    )(

    11

    pnpnq

    U istom (sopstvenom) poluprovodniku koncentracija slobodnih elektrona je jednaka

    koncentraciji upljina:

    n =p = ni

    Sada jednaina za specifinu otpornost postaje:

    cmqn pni

    i 51083.2

    )(

    1

    Koncentracija donorskih primesa izraunava se na sledei nain:

    314314

    8105/105

    10

    cmcmatN

    N atd

    S obzirom da su sve primese jonizovane na sobnoj temperaturi, onda je:n Nd= 510

    14cm3

    Koncentracija upljina se onda rauna na sledei nain:

    352

    1038.3 cmn

    np i

    Specifina otpornost poluprovodnika se izraunava na sledei nain:

    )(

    1

    pn pnq

    .......(1)

    Za poluprovodnik n-tipa vai:

    pn .......(2)

    Iz (1) i (2) sledi:

    cmqn n

    n 62.81

    Odnos specifine otpornosti pre i posle dopiranja je:

    32830n

    i

    Dodavanjem primesa specifina elektrina otpornost silicijuma se smanjila 3.3104puta.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    4/45

    ZADATAK 3: Otpornost nekog poluprovodnika n-tipa po jedinici duine iznosi

    R=2 /cm. Koncentracija elektrona u poluprovodniku iznosi n = 1.251017

    cm3

    .

    Ako struja kroz uzorak krunog poprenog preseka prenika d = 1 mm iznosiI= 157 mA nai pokretljivost elektrona, specifinu provodnost i driftovsku brzinuelektrona.

    ......................................Reenje:

    Zavisnost brzine e(driftovska brzina) od elektrinog polja moe se izraziti na sledei nain:

    Knn Otpornost poluprovodnika je:

    S

    lR

    Otpornost po jedinici duine je:

    l

    R

    S

    R

    '

    S obzirom da se radi o poluprovodniku n-tipa (nqn ) otpornost po jedinici duine moe se

    izraziti na sledei nain:

    SqnSR

    n

    11'

    Odavde se za pokretljivost elektrona dobija:

    SqnRn '

    1

    S obzirom da je poluprovodnik krunog poprenog preseka njegova povrina je:232 1085.7)2/( cmdS

    Vs

    cmn

    2

    7.3184

    Specifina provodnost je sada:

    nqn 1)(69.63 cm

    Gustina struje kroz uzorak iznosi:

    220

    cm

    A

    S

    IJ

    KJ

    JK

    cm

    VK 314.0

    Na osnovu ovoga za driftovsku brzinu se dobija:

    Knn

    s

    cmn 1000

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    5/45

    ZADATAK 4: Specifina elektrina otpornost silicijuma p-tipa na sobnoj

    temperaturi je 0.5 cm. Pod uticajem svetlosti u poluprovodniku se generie 21016

    dodatnih parova elektron-upljina po cm3. Odrediti procentualnu promenu

    specifine elektrine otpornosti uzrokovanudejstvom izvora svetlosti. Poznato je da

    je na sobnoj temperaturi (300 K): n= 1450 cm2/Vs, p= 500 cm

    2/Vs, i

    ni = 1.1310

    10

    cm

    3

    . ......................................Reenje:

    Poluprovodnik p-tipa

    )(

    1

    pnpnq

    .......(1)

    n p .......(2)

    Iz (1) i (2)sledi da je specifina otpornost poluprovodnika p-tipa:

    pqp

    1

    Iz prethodnog izraza moemo izraunati koncentraciju upljina:

    316105.21 cm

    qp

    p

    Koncentracija elektrona se onda rauna na sledei nain:

    32

    6.5107 cm

    p

    nn i

    Pod dejstvom svetlosti generiu se parovi elektron-upljina316102 cmpn

    Koncentracije elektrona i upljina sada iznose:

    ppp 1 nnn 1

    Zamenom brojnih vrednosti dobija se:316

    1 105.4 cmp

    316

    1 102 cmn

    Na osnovu izraza (1) za specifinu elektrinu otpornost se dobija:

    )(

    1

    11

    1

    pnpnq

    cm 12.01

    1 cm 38.0

    %76

    Procentualna promena specifine elektrine otpornosti uzrokovana dejstvom izvora svetlosti

    iznosi 76%.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    6/45

    ZADATAK PN1: a) Odrediti temperaturu (u Celzijusovim stepenima) silicijumske

    diode ako pri naponu na njoj VD = 0.6 V struja kroz diodu iznosi ID = 1 mA.

    Inverzna struja zasienja diode na toj temperaturi jeIS = 1011

    A.

    b) Odrediti inverznu struju zasienja IS pri istim vrednostima napona i struje

    (VD = 0.6 V, ID = 1 mA) ako temperatura diode opadne za 50oC u odnosu na

    temperaturu izraunatu pod (a). Poznato je k=8.62105

    eV/K.

    ......................................

    Reenje:

    a)Iz izraza za struju diode moemo da izostavimo drugi lan u zagradi (exp(VD/UT) >> 1) jer je

    napon na diodi 0.6 V.

    1T

    D

    U

    V

    SD eII

    Kako jeq

    kTUT izraz za struju diode sada postaje:

    kT

    qV

    SD

    D

    eII Odavde moemo da izraunamo temperaturu silicijumske diode:

    kT

    qV

    S

    DD

    eI

    I

    kT

    qV

    I

    I D

    S

    D ln

    K

    I

    Ik

    qVT

    S

    D

    D 866.377

    10

    10ln1062.8

    6.01

    ln11

    35

    T= 104.866oC

    b) Kada temperatura diode opadne za 50oC dobijamo:

    T1= T-50

    o

    C = 104.866-50= 54.866

    o

    C T1= 327.866 KVD= 0.6 V

    ID= 1 mA

    IS1= ?

    1

    1

    kT

    qV

    SD

    D

    eII Zamenom brojnih vrednosti dobija se vrednost inverzne struje zasienjaIS1:

    866.3271062.8

    6.01

    3

    1

    51 10

    eeII kTqV

    DS

    D

    IS1= 61013A

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    7/45

    ZADATAK PN2: Na slici je prikazano

    osnovno ispravljako kolo. Ako je

    Vin= 1 V a inverzna struja zasienja

    silicijumske diodeIS= 1014

    A, odrediti

    Voutako je:

    a)

    R=R1= 0.5 k

    b)R=R2= 200

    ......................................

    Reenje:

    Struja diode pri direktnoj polarizaciji moe se izraziti na sledei nain:

    1exp

    T

    DsD

    U

    VII ...............(1)

    Za kolo na slici vai:

    DDoutDin IRVVVV

    Odavde se dobija:

    DinD IRVV ...............(2)

    Zbog eksponencijalne zavisnosti u (1) reenje sistema (1) i (2) se nalazi grafikim putem kao

    presek zavisnosti DD VfI i radne prave DinD IRVV .

    Korienjem izraza (1) moemo da izraunamo struju ID za razliite vrednosti napona VD.

    Rezultati su prikazani u tabeli, a kriva DD VfI je prikazana na grafiku.

    VD(V) ID(mA) VD(V) ID(mA)0 0 0.6 0.10524

    0.05 5.84198E-11 0.625 0.27528

    0.1 4.58127E-10 0.64 0.49015

    0.15 3.19291E-9 0.65 0.72005

    0.2 2.19043E-8 0.66 1.05779

    0.25 1.49927E-7 0.665 1.28208

    0.3 1.02585E-6 0.675 1.88344

    0.35 7.01894E-6 0.68 2.28282

    0.4 4.80235E-5 0.685 2.76687

    0.45 3.28576E-4 0.69 3.353570.5 0.00225 0.695 4.06467

    0.55 0.01538 0.7 4.92656

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    8/45

    0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2

    1

    2

    3

    4

    5

    T2

    T4

    0.65V

    R1

    R2

    ID(m

    A)

    VD(V)

    ID=f(V

    D)

    0.673V

    T1=T

    3

    Na grafiku su prikazane i dve radne prave.

    a)R1= 0.5 kIzraz (2) sada postaje:

    DinD IRVV 1 ZaID= 0 dobija se VVV inD 1 ; dobijamo taku T1= (1 V, 0 A)

    Za VD= 0 dobija se mAR

    VI inD 2

    105.0

    13

    1

    ; dobijamo taku T2= (0 V, 2 mA)

    Povezivanjem T1i T2dobijamo radnu pravu.

    Iz preseka radneprave i karakteristike diode (to je prikazano na grafiku) odreujemo napon na

    diodi VVD

    65.0 Odavde se dobija VVVV Dinout 35.0

    b)R2= 200 Izraz (2) sada postaje:

    DinD IRVV 2 ZaID= 0 dobija se VVV inD 1 ; dobijamo taku T3=T1= (1 V, 0 A)

    Za VD= 0 dobija se mAR

    VI inD 5

    200

    1

    2

    ; dobijamo taku T4= (0 V, 5 mA)

    Povezivanjem T3i T4dobijamo radnu pravu.

    Iz preseka radne prave i karakteristike diode (to je prikazano na grafiku) odreujemo napon na

    diodi VVD 673.0 Odavde se dobija VVVV Dinout 327.0

    Na osnovu dobijenih vrednosti zakljuujemo da vrednost otpornosti u ispravljakom kolu ne

    utie znaajno na vrednost Voutusled eksponencijalne zavisnosti DD VfI .

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    9/45

    ZADATAK PN3: Kroz kolo na slici protie struja

    I = 10 mA. Ako je otpornost otpornika R= 230 i

    napon napajanja E = 3 V, izraunati inverznu struju

    zasienja silicijumske diode Is na sobnoj temperaturi.

    Poznato je UT= 0.026 V.

    ......................................Reenje:

    Odredimo koliko iznosi pad napona na diodi:

    DVIRE

    VIREVD

    7.03.2310102303 3

    Iz izraza za struju diode moemo da izostavimo drugi lan u zagradi. Dioda je direktno

    polarisana, pa je exp(VD/UT) >> 1.

    1T

    D

    U

    V

    S eII

    Izraz za struju diode sada postaje:

    T

    D

    U

    V

    S eII

    Moemo izraziti inverznu struju zasienja diode:

    T

    D

    UV

    S eII

    Zamenom brojnih vrednosti dobijamo:

    AeIS14026.0

    7.0

    31021010

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    10/45

    ZADATAK PN4: Dato je kolo na slici, pri emu su

    upotrebljene identine silicijumske diode(imaju jednako

    Is). Izmerena struja kroz diodu D1 iznosi I1= 10 mA, a

    izmereni napon na diodi D2 je V2= 0.68 V. Izraunati

    vrednost otpornosti otpornika R1. Dato je: R2= 1 k ,

    E = 3 V i UT= 0.026 V.

    ......................................Reenje:

    Napon na diodi D2je V2, a struju kroz ovu diodu oznaiemo saI2. Za tu granu kola vai:

    222 VIRE

    Iz prethodne jednaine moemo da izraunamo strujuI2:

    mAR

    VEI 32.21000

    68.032

    22

    Iz izraza za struju diode moemo da izostavimo drugi lan u zagradi jer su diode direktno

    polarisane (exp(VD/UT) >> 1).

    1T

    D

    U

    V

    S eII

    Izraz za struju diode D2sada postaje:

    TU

    V

    S eII

    2

    2

    Moemo izraziti inverznu struju zasienja diode:

    AeeII TU

    V

    S14026.0

    68.0

    32 10016.11032.2

    2

    Struja kroz diodu D1jeI1, a napon na ovoj diodi oznaiemo sa V1. Za tu granu kola vai:

    111 VIRE

    Iz prethodne jednaine moemo da izraunamo vrednost otpornikaR1:

    1

    11

    I

    VER

    .................(1)

    Nepoznat nam je pad napona na diodiD1:

    Iz izraza za struju diodeD1: TU

    V

    S eII

    1

    1 moemo da odredimo V1:

    VI

    IUV

    ST 718.0

    10016.1

    1010ln026.0ln

    14

    31

    1

    Sada iz (1) dobijamo:

    2281010

    718.033

    1

    11

    I

    VER

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    11/45

    ZADATAK PN5: Dve razliite silicijumske diode

    vezane su paralelno kao na slici. Izmerena ukupna

    struja iznosi I = 100 mA. Ako su inverzne struje

    zasienja prve i druge diode IS1 = 1 pA i IS2 = 4 pA,

    respektivno, izraunati:

    a)

    Napon na diodama.

    b) Struje koje protiu kroz svaku diodu na

    sobnoj temperaturi.

    Poznato je UT= 0.026 V.

    ......................................Reenje:

    a) Inverzne struje zasienja ovih dioda iznose:

    pAIS 11 pAIS 42

    Trebaizraunati napona na diodama(V=?), i struje koje protie kroz njih (I1=?,I2=?).

    Ukupna struja iznosi

    21 III

    Kako su diode direktno polarisane moemo da zanemarimo drugi lan u zagradi izraza za struju

    diode (jer je exp(VD/UT) >> 1), pa se ukupna struja moe izraziti na sledei nain:

    )/exp()/exp( 21 TSTS UVIUVII

    )/exp()( 21 TSS UVIII

    )/exp()41(100 TUVpApAmA

    10

    12

    3

    102105

    10100

    TU

    V

    e

    Odavde se dobija napon na diodama

    VUV T 61669.0)102ln(10

    b) Struje koje protiu kroz diode na sobnoj temperaturi iznose:

    mAUVII TS 20102101)/exp(1012

    11

    mAUVIITS

    80102104)/exp( 101222

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    12/45

    ZADATAK PN6: Kroz kolo na slici protie struja

    I = 10 mA. Ako su silicijumske diode identinih

    karakteristika, otpornost otpornika R= 470 i

    napon napajanja E = 6 V, izraunati inverznu

    struju zasienja dioda Is na sobnoj temperaturi.

    Poznato je UT= 0.026 V.......................................

    Reenje:

    Diode su identinih karakteristika, vezane su redno, pa vai:

    DDD VVV 21

    Odredimo koliko iznosi pad napona na diodama:

    DVIRE 2

    Sreivanjem i zamenom brojnih vrednosti dobijamo:

    VIREVD 3.17.461010470623

    VVD

    65.0

    Iz izraza za struju diode moemo da izostavimo drugi lan u zagradi. Diode su direktno

    polarisane, pa je exp(VD/UT) >> 1.

    1T

    D

    U

    V

    S eII

    Izraz za struju diode sada postaje:

    T

    D

    U

    V

    S eII

    Moemo izraziti inverznu struju zasienja diode:

    T

    D

    U

    V

    S eII

    Zamenom brojnih vrednosti dobijamo:

    AeIS13026.0

    65.0

    3 1039.11010

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    13/45

    ZADATAK PN7: Za date ulazne napone (Vin) prikazane na slikama 1 i 2 nacrtati

    oblike napona (Vout) na izlazima ispravljaa.

    Slika 1

    Slika 2

    ......................................

    Reenje:

    Maksimalna vrednost izlaznog napona (Vmaxout) na slici 1 iznosi:VVVVVVinout

    30.47.057.0maxmax

    Maksimalna vrednost je smanjena za 14%. Oblik izlaznog signala prikazan je na slici 3.

    Maksimalna vrednost izlaznog napona (Vmaxout) na slici 2 iznosi:

    VVVVVVinout

    30.997.01007.0maxmax

    Maksimalna vrednost je smanjena za 0.7%. Oblik izlaznog signala prikazan je na slici 4.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    14/45

    ZADATAK BJT1: NPN bipolarni tranzistor u kolu sa

    slike ima strujno pojaanje = 550, dok je RC= 1 k iV

    += 5 V. Odrediti minimalnu struju bazeIBpri kojoj e

    se tranzistor nai u zasienju. Pretpostaviti da je

    VBE= 0.7 V.

    ......................................Reenje:

    Tranzistor e biti u zasienju ukoliko su ispunjeni sledei uslovi:

    Oba spoja direktno polarisana: 0BEV , 0BCV .....................( I )

    BCII .....................( II )

    Iz (I) se dobija

    0BCV

    0 ECBE VV

    ECBE VV

    CEBE VV

    CCBE RIVV

    Iz ovog uslova se dobija: VVRI

    BECC

    C

    BEC

    R

    VVI

    mAIC 3.41000

    7.05

    S druge strane iz uslova ( II ) je:

    BCII

    CB

    II

    AmA

    IB

    82.7550

    3.4

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    15/45

    ZADATAK BJT2: Na slici su

    prikazane izlazne

    karakteristike bipolarnogtranzistora u kolu pojaavaa

    sa zajednikim emitorom za

    sluajeve razliitih baznihstruja. Odrediti radnu taku i

    reim rada tranzistora za date

    razliite struje baze ako je

    vrednost otpornika koji se

    vezuje u kolo kolektora:

    a) k21CR ;

    b) k52CR .

    Poznato je VVCC 3 .......................................

    Reenje:

    0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.00.0

    0.5

    1.0

    1.5

    2.0

    RC1

    T4

    T2

    IB=17.5A

    IB=12.5A

    IB=7.5A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IB=2.5A

    T1=T

    3

    RC2

    a)RC1=2 k VCE=VCCRC1ICZaIC= 0 dobija se VVV CCCE 3 dobijamo taku T1= (3 V, 0 A)

    Za VCE= 0 dobija se mAR

    VI

    C

    CCC 5.1

    102

    33

    1

    dobijamo taku T2= (0 V, 1.5 mA)

    Povezivanjem T1i T2dobijamo radnu pravu.

    b)RC2=5 k VCE=VCCRC2ICZaIC= 0 dobija se VVV CCCE 3 dobijamo taku T3=T1= (3 V, 0 A)

    Za VCE= 0 dobija se mAR

    VI

    C

    CCC 6.0

    105

    33

    2

    dobijamo taku T4= (0 V, 0.6 mA)

    Povezivanjem T3i T4dobijamo radnu pravu.

    0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.00.0

    0.5

    1.0

    1.5

    2.0

    IB=17.5A

    IB=12.5A

    IB=7.5A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IB=2.5A

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    16/45

    a) ZaIB=2.5 A,IB=7.5 A,IB=12.5 A tranzistor je u aktivnom reimuZaIB=17.5 A tranzistor je u zasienju

    b) ZaIB=2.5 A tranzistor je u aktivnom reimuZaIB=7.5 A,IB=12.5 A,IB=17.5 A tranzistor je u zasienju

    Radna taka:

    IB=2.5 A IB=7.5 A IB=12.5 A IB=17.5 Aa) VCE=2.48V IC=0.26mA VCE=1.47V IC=0.76mA VCE=0.46V IC=1.26mA VCE=0.04V IC=1.47mA

    b) VCE=1.73V IC=0.26mA VCE=0.04V IC=0.59mA VCE=0.01V IC=0.59mA VCE=0.01V IC=0.59mA

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    17/45

    ZADATAK BJT3: Na slici su prikazane izlazne karakteristike bipolarnog

    tranzistora u kolu pojaavaasa zajednikim emitorom za

    sluajeve razliitih baznih

    struja. Prikazana je i radna

    taka M za sluaj kada je

    struja bazeIB=10 A.a) Odrediti vrednost otpornosti

    otpornika koji je vezan u kolo

    kolektoraRC1.

    b) Ako se otpornik RC1 zameni

    otpornikom RC2 koji ima 4 puta

    veu otpornost odrediti u kom

    reimu radi tranzistor ako je

    struja bazeIB=10 A?

    Poznato je VVCC 6 .

    ......................................Reenje:

    a) Treba odrediti vrednost otpornosti

    otpornikaRC1.

    U radnoj tatki M vai:

    VCEM=VCCRC1ICM.................................(1)

    Odavde se dobija:

    kI

    VVR

    CM

    CEMCCC 5.1102

    3631

    b) Ako seRC1zameni otpornikomRC2=4RC1=6 k

    VCE=VCCRC2IC.................................(2)

    ZaIC= 0 dobija se VVV CCCE 6 dobijamo taku T1= (6 V, 0 A)

    Za VCE= 0 dobija se mAR

    VI

    C

    CCC 1

    106

    63

    2

    dobijamo taku T2= (0 V, 1 mA)

    Povezivanjem T1i T2dobijamo radnu pravu za sluajRC2=6 k.Sa slike moemo videti gde je radna taka M1(za sluaj kada je struja baze 10 A).Tranzistor je u zasienju.

    0 1 2 3 4 5 60

    1

    2

    3

    4 IB=20A

    IB=15A

    IB=10A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IB=5A

    M (VCE

    =3V, IC=2mA)

    0 1 2 3 4 5 60

    1

    2

    3

    4

    M1

    T1

    RC2

    =4RC1

    T2

    IB=20A

    IB=15A

    IB=10A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IB=5A

    M (VCE

    =3V, IC=2mA)

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    18/45

    ZADATAK BJT4: Na slici su

    prikazane izlazne

    karakteristike bipolarnogtranzistora u kolu pojaavaa

    sa zajednikim emitorom za

    sluajeve razliitih baznih

    struja. Prikazane su i radnetake M1 i M2 za sluaj kada

    su struje baze 30 A i 20 A,

    respektivno.

    Odrediti vrednost otpornosti

    otpornika koji se vezuje u

    kolo kolektora RC i vrednost

    napona napajanja VCC.......................................

    Reenje:

    Treba nacrtati radnu pravu.

    RC=?

    VCC=?

    VCE=VCCRCIC.................................(1)Kroz take M1i M2provuemo radnu pravu.

    Gde se radna prava presee sa VCEosom dobijamo taku T1Gde se ta prava presee sa ICosom dobijamo taku T2

    U taki T1= (5 V, 0 A) vai da jeIC=0.

    Iz izraza (1) se onda dobija:

    VVV CCCE 5 Treba uzeti VCC=5 V.

    U taki T2= (0 V, 10 mA) vai da je VCE=0.

    Iz izraza (1) se onda dobija:

    kIVV

    R C

    CECC

    C 5.01010

    05

    3

    Treba uzetiRC=0.5 k.

    0 1 2 3 4 50

    2

    4

    6

    8

    10

    M2

    IB=50A

    IB=40A

    IB

    =30A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IB=20A

    M1

    0 1 2 3 4 50

    2

    4

    6

    8

    10

    T1

    M2

    IB=50A

    IB=40A

    IB=30A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IB=20A

    M1

    T2

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    19/45

    ZADATAK BJT5: Na slici su prikazane izlazne karakteristike bipolarnog

    tranzistora u kolu pojaavaa sa zajednikim emitorom za sluajeve razliitih

    baznih struja. Prikazana je iradna taka M1 za sluaj

    kada je struja baze 10 A, a

    kada je u kolu kolektora

    prikljuen naponski izvorVCC1.

    Kada se umesto naponskog

    izvora VCC1 stavi naponski

    izvor VCC2 pri struji baze

    10 A dobija se radna taka

    M2. Odrediti vrednostnapona naponskih izvora

    VCC1i VCC2.

    Poznato je:RC=1.5 k . ......................................Reenje:

    RC=1.5 kVCC1=?

    Ako je naponski izvor VCC1onda vai:

    VCEM1=VCC1RCICM1.................................(1)

    Odavde se dobija:

    VCC1= VCEM1+RCICM1=3+1.51032103=6 V

    VCC2=?Ako je naponski izvor VCC2onda vai:

    VCEM2=VCC2RCICM2.................................(2)

    Odavde se dobija:

    VCC2= VCEM2+RCICM2=1+1.51032103=4 V

    Ako se u kolu kolektora ne menja vrednost otpornikaRCradna prava ne menja nagib.

    0 1 2 3 4 5 60

    1

    2

    3

    4

    M2(V

    CE=1V, I

    C=2mA)

    IB=20A

    IB=15A

    IB=10A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IB=5A

    M1(V

    CE=3V, I

    C=2mA)

    0 1 2 3 4 5 6

    0

    1

    2

    3

    4

    RC

    T2

    M2(V

    CE=1V, I

    C=2mA)

    IB=20A

    IB=15A

    IB=10A

    IC(m

    A)

    VCE

    (V)

    IB=5A

    M1(V

    CE=3V, I

    C=2mA)

    T1

    RC

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    20/45

    ZADATAK BJT6: Na slici su prikazane izlazne karakteristike bipolarnog

    tranzistora u kolu pojaavaa sa zajednikim emitorom za sluajeve razliitih

    baznih struja.Odrediti vrednost otpornosti

    otpornika RC koji treba da

    se vee u kolo kolektora,

    tako da pri struji baze od

    10 A radna taka

    tranzistora bude u aktivnoj

    oblasti.

    Na raspolaganju suotpornici sledeih vrednosti

    otpornosti: 6.8 k , 3.3 k i

    1.5 k .Poznato je VVCC 6 .

    ......................................Reenje:

    Treba nacrtati radne prave za sve tri vrednosti otpornikaRC.

    VCE=VCCRCxIC.................................(1)

    ZaIC= 0 dobija se VVV CCCE 6

    dobijamo taku T1= (6 V, 0 A)

    Za VCE= 0 dobija se

    Cx

    CCC

    R

    VI

    - Ako jeRC=6.8 kdobijamoIC=0.882 mA. Oznaiemo ovu taku saT2= (0 V, 0.882 mA)- Ako jeRC=3.3 kdobijamoIC=1.818 mA. Oznaiemo ovu taku saT3= (0 V, 1.818 mA)- Ako jeRC=1.5 kdobijamoIC=4 mA. Oznaiemo ovu taku saT4= (0 V, 4 mA)

    Sada moemo da nacrtamo radne prave za sve tri vrednosti otpornikaRC. Moe se videti da se za

    otpornike otpornosti 6.8 ki 3.3 ktranzistor pri struji baze od 10 A nalazi u zasienju. Ako

    je otpornost otpornika 1.5 ktranzistor se pri struji baze od 10 A nalazi u normalnoj aktivnojoblasti.

    Treba uzetiRC=1.5 k.

    0 1 2 3 4 5 60

    1

    2

    3

    4 IB=20A

    IB=15A

    IB=10A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IB=5A

    0 1 2 3 4 5 60

    1

    2

    3

    4T

    4

    1.5 k

    3.3 k

    T3

    T2

    IB=20A

    IB=15A

    IB=10A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IB=5A

    T1

    6.8 k

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    21/45

    ZADATAK BJT7: Pri baznoj struji IB= 1 A, napon

    izmeu emitora i kolektora NPN tranzistora sa

    uzemljenim emitorom (kao na slici), koji ima

    koeficijent strujnog pojaanja = 200, iznosi

    VCE1= 5 V. Kada kroz tranzistor protie kolektorska

    struja IC= 1 mA, napon izmeu emitora i kolektora

    tada iznosi VCE2= 1 V. Izraunati koliko iznose

    vrednosti napona napajanja VCC i otpornost otpornika

    RC. Poznato je da VCEStranzistora iznosi 0.2V.......................................

    Reenje:

    IB= 1 A VCE1= 5 VIC= 1 mA VCE2= 1 V

    VCE = VCC - ICRC ...................(1)

    Tranzistor je u normalnoj radnoj oblasti, pa vai:

    IC=IB VCE1, VCE2=VCES

    Zamenom u (1) dobija se:

    VCE1 = VCC - IB1RC

    VCE2 = VCC IC2RC=VCC - IB2RC

    Zamenom brojnih vrednosti dobijamo:

    5=VCC2001106

    RC ...................(2)

    1=VCC 1103RC ...................(3)

    Oduzimanjem (2) (3) dobijamo:

    800106RC= 4

    Odavde se dobija:

    RC= 5 k

    Iz (2) se onda dobija:

    VCC= 6 V

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    22/45

    ZADATAK BJT8: Koeficijent strujnog pojaanja NPN

    tranzistora sa uzemljenim emitorom iznosi =200. U

    radnoj taki M struja baze iznosiIBM=5 A. Ako se struja

    baze povea na vrednost IB1=8 A, napon izmeu

    kolektora i emitora tranzistora tada iznosi VCE1=2 V.

    Izraunati:a) OtpornostRCu kolu sa slike.

    b) Napon izmeu kolektora i emitora u radnoj taki VCEM.

    Napon napajanja u kolu sa slike je VVCC 10 . Poznato je

    da VCEStranzistora iznosi 0.2V.......................................

    Reenje:

    Za kolo sa slike vai:

    VCE=VCCRCIC .....................(1)

    Pri strujamaIBMiIB1tranzistor je u normalnom aktivnom reimu, pa vai:

    IC=IB

    Zamenom u (1) dobija se:

    VCEM = VCC - IBMRC .....................(2)

    VCE1 = VCC - IB1RC .....................(3)

    Iz (3) se dobija:

    k

    I

    VVR

    B

    CECCC 5

    108200

    2106

    1

    1

    Iz (2) se dobija:

    VCEM = VCC - IBMRC=1020051065103=5 V

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

    1

    2

    T1

    VCEM

    (M)

    IB1

    =8A

    IC(mA)

    VCE

    (V)

    IBM

    =5A

    T2

    (1)

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    23/45

    ZADATAK BJT9: Za kolo sa slike odrediti da li je tranzistor u zasienju. Poznato

    je: VBB=3 V, VCC=10 V,RB=10 k,RC=1 k, VBE=0,7 V, VCE(sat)=0,2 V, = 50.

    ......................................

    Reenje:

    Na osnovu kola baze moe se napisati:

    BB B B BEV = R I +V

    odakle se za struju baze dobija:

    0.23 mABB BEB

    B

    V VI = =

    R

    tako da je:

    11.5 mAB

    I =

    S druge strane, kada je tranzistor u zasienju, na osnovu kola kolektora je:

    9.8 mACC CE sat

    C sat

    C

    V VI = =R

    Poto je:

    BC sat I

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    24/45

    ZADATAK BJT10: Tranzistor u kolu pojaavaa sa zajednikim emitorom sa slike

    ima sledee tehnike specifikacije: maksimalna snaga disipacije PD(max) = 800 mW,maksimalni napon izmeu kolektora i emitoraVCE(max) = 15 V i maksimalna strujakolektoraIC(max) = 100 mA. Odrediti maksimalnu vrednost napajanja VCCza koju e

    tranzistor raditi u okviru specificiranih vrednosti.

    Poznato je: VBB= 5 V,RB = 22 k,RC = 1 , VBE = 0.7 V, = 100.

    ......................................

    Reenje:

    Maksimalne vrednosti snage disipacije, napona izmeu kolektora i emitora i struje

    kolektora se definiu za aktivni reim rada tranzistora.

    Da bi tranzistor radio u okviru specificiranih vrednosti njegova radna taka treba da se

    nalazi unutar oblasti ograniene pravama VCE(max),IC(max)i krivom PD(max).

    Kolo baze zadovoljava relaciju:

    VBB=VBE+RBIB,

    iz koje se za struju baze dobija:5 V 0,7 V

    195 A22 k

    BB BEB

    B

    V VI

    R

    U aktivnom reimu rada struja kolektora je odreena vrednou struje baze i iznosi:

    C BI I

    100 195 A=19.5 mAC

    I

    Ova vrednosti je manja od maksimalne struje kolektoraIC

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    25/45

    Za kolo kolektora vai relacija:VCC=VCE+RCIC.

    Vrednosti RC i IC su poznate tako da je maksimalna vrednost VCC odreena ilimaksimalnom vrednou napona VCE (VCE(max)) ili maksimalnom vrednou snage

    disipacije PD(max).

    Kada je ograniavajui faktor napon VCE(max)za maksimalnu vrednost napajanja se dobija:

    VCC(maxV)=VCE(max)+RCIC,

    VCC(maxV)=15 V + 1 k 19.5 mA= 34.5 V.

    Kada je ograniavajui faktor snaga disipacije PD(max)napon izmeu kolektora i emitoraVCE(maxP)za poznatu vrednost strujeICje:

    VCE(maxP)=PD(max)/IC= 41 V.

    S obzirom da je vrednost VCE(maxP)veaod specificirane dozvoljene vrednosti VCE(max)nju

    ne moemo uzeti za proraun maksimalne vrednosti VCC.

    Zakljuuje se da maksimalni napon izmeu kolektora i emitora predstavlja

    ograniavajui faktor, tako da je maksimalna dozvoljena vrednost napona napajanjaVCC(max)= 34.5 V.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    26/45

    ZADATAK BJT11:Za kolo na slici u kome tranzistor radi kao prekida odrediti:

    a) Napon VOUTkada je VIN = 0 V.

    b) Najmanju vrednost struje baze za koju e tranzistor ui u zasienje, ako je

    = 125 i VCE(sat) = 0.2 V.c) Maksimalnu vrednost RB za koju je obezbeen uslov zasienja ako je VIN = 5 V.

    Poznato je: VCC = 10 V,RC = 1 k, VBE = 0.7 V.

    ......................................

    Reenje:

    Kroz kolo protiu struje naznaene na slici:

    Napon na izlazu kola je:

    VOUT= VCE= VCC- RCIC.

    a) Kada je VIN= 0 V bazni spoj je zakoen takoda jeIB = 0, a samim tim iIC 0. Odatle

    sledi da je:

    VOUT= VCC= 10 V.

    b) Naponski uslov za tranzistor u zasienju je VCE= VCE(sat). Za kolektorsko kolo vairelacija:

    VCC=VCE(sat)+RCIC,

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    27/45

    odnosno u zasienju struja kolektora iznosi:

    ( )-

    CC CE sat

    C

    C

    V VI

    R

    10 V - 0.2 V= 9.8 mA

    1 kCI

    Strujni uslov zasienja jeIC< IBodnosnoIB>IC/.

    Odavde se za najmanju vrednost struje baze koja obezbeuje zasienje tranzistora dobija:

    (min)

    9.8 mA= = 78.4 A.

    125BI

    c) Kolo baze zadovoljava relaciju:

    VIN =VBE + RBIB.

    Maksimalna dozvoljena vrednost RB za uslov zasienja se dobija pri minimalnojvrednosti struje baze:

    (max)

    (min)

    -IN BE

    B

    B

    V VR

    I .

    (max)

    5V-0.7V54.85k78.4A

    BR

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    28/45

    ZADATAK BJT12: Odrediti radnu taku (VCE, IC) za tranzistorsko kolo napajano

    preko naponskog razdelnika prikazano na slici. Poznato je: VCC= 10 V,RE = 560 ,

    RC = 1 k,R1 = 10 k,R2 = 5.6 k, VBE = 0.7 V, = 100.

    ......................................

    Reenje:

    Kroz kolo protiu struje naznaene na slici:

    Napon na bazi tranzistora je:

    VB= R2I2.

    Istovremeno vai relacija:

    VCC= R1(IB+I2)+ R2I2.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    29/45

    Kola napajana preko naponskog razdelnika se realizuju tako da je struja baze mnogo manja od

    struje koja protie kroz otpornikR2 (IBI2). Time se gornja relacija moe pojednostaviti:

    VCC (R1+ R2)I2.

    Za strujuI2se dobija:

    2

    1 2

    ,

    CCVIR R

    odnosno za napon na bazi tranzistora:

    2

    1 2

    5.6k10V=3.59V

    10 k 5.6 k

    B CC

    B

    RV V

    R R

    V

    Napon na emitoru tranzistora je VE= VB-VBE = 3.59 V-0.7 V = 2.89 V, a na osnovu njega strujaemitora:

    2.89V = = 5.16 mA

    560

    E

    E

    E

    VI

    R

    Struja kolektora je:

    = -1

    100 5.16 5.11

    100 1

    C E B E E

    C

    I I I I I

    I mA mA

    Naponska relacija za kolo kolektora je:

    VCC= RCIC+ VCE+ VE,

    to za napon izmeu kolektora i emitora daje:

    VCE= VCC- RCIC- VE.

    VCE = 10 V- 1 k5.11 mA- 2.89 V = 2 V.

    Radnataka je odreena vrednostima VCE= 2 V,IC= 5.11 mA.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    30/45

    ZADATAK BJT13: Odrediti radnu taku (VCE, IC) za tranzistorsko kolo prikazano

    na slici. Poznato je: VCC= 12 V,RC= 560 ,RB = 330 k, VBE= 0.7 V, = 100.

    ......................................

    Reenje:

    Kroz kolo protiu struje naznaene na slici:

    Za kolo baze vai naponska relacija:

    VCC= RBIB+ VBE,

    na osnovu koje se struja baze odreuje kao:

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    31/45

    -

    12 V- 0.7 V= = 34.2 A

    330 k

    CC BE

    B

    B

    B

    V VI

    R

    I

    Struja kolektora je IC=IB= 10034.2 A = 3.42 mA, dok se za napon izmeu kolektora iemitora dobija:

    VCE= VCC- RCIC

    VCE= 12 V - 560 3.42 mA = 10.1 V

    Radnataka je odreena vrednostima VCE= 10.1 V,IC= 3.42 mA.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    32/45

    ZADATAK BJT14: Odrediti radnu taku (VCE,IC) za tranzistorsko kolo prikazano

    na slici. Poznato je: VCC= 12 V, RC = 560 , RB = 330 k, RE =1 k, VBE = 0.7 V,

    = 100.

    ......................................

    Reenje:

    Kroz kolo protiu struje naznaene na slici:

    Za kolo baze vai naponska relacija:

    VCC= RBIB+ VBE+ REIE.

    Veza izmeu struje emitora i struje baze je:

    IE= IC+ IB= IB+IB = (+1)IB.

    ZamenomIEdobija se:

    VCC= RBIB+ VBE+ RE(+1)IB,

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    33/45

    odnosno struja baze se odreuje kao:-

    ( 1)

    12 V - 0.7 V= = 26.2 A

    330 k + 1 k (100+1)

    CC BE

    B

    B E

    B

    V VI

    R R

    I

    Struja kolektora je:

    IC= IB= 100 26.2 A= 2.62 mA,

    a struja emitora:

    IE= (+1) IB= (100 +1)26.2 A = 2.65 mA.

    Za kolo kolektora vai naponska relacija:

    VCC= RCIC+ VCE+ REIE,

    dok se za napon izmeu kolektora i emitora dobija:

    VCE = VCC- RCIC- REIE

    VCE= 12 V -560 2.62 mA - 1 k 2.65 mA = 7.88 V.

    Radnataka je odreena vrednostima VCE= 7.88 V,IC= 2.62 mA.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    34/45

    ZADATAK BJT15: Odrediti radnu taku (VCE, IC) za tranzistorsko kolo prikazano

    na slici. Poznato je: VCC= 10 V,RC = 10 k,RB = 180 k, VBE = 0.7 V, = 100.

    ......................................

    Reenje:

    Kroz kolo protiu struje naznaene na slici:

    Za kolo baze vai naponska relacija:

    VCC= RC(IC+IB) + RBIB+ VBE.

    Struja kolektora je IC= IBtako da se dobija:

    VCC= (+1) RCIB+ RBIB+ VBE.

    Odavde se struja bazeodreuje kao:

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    35/45

    -

    ( 1)

    10 V - 0.7 V= = 7.82 A

    180 k + (100+1) 10 k

    CC BE

    B

    B C

    B

    V VI

    R R

    I

    Za struju kolektora se dobija:

    IC = IB= 100 7.82 A = 782 A,

    a za napon izmeu kolektora i emitora:

    VCE= VCC- RC(IC+IB)

    VCE = 10 V -10 k (782 A+7.82 A) = 2.1 V.

    Radnataka je odreena vrednostima VCE= 2.1 V,IC = 782 A.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    36/45

    ZADATAK MOS1: NMOS tranzistor realizovan je tako da mu je napon praga

    VT= 1 V, duina kanala 5 m, irina kanala 50 m, pokretljivost elektrona u kanalu

    n= 800 cm2/Vs i debljina oksida gejta 40 nm. Izraunati:

    a) Kolika e biti struja drejna pri VDS= 4 V i VGS= 4.8 V?

    b) Za koliko e se promeniti struja drejna ako se pri istom naponu na drejnu

    (4 V) napon na gejtu povea na vrednost 5.8V?

    Poznato je: o= 8.851014

    F/cm i rox= 3.9.

    ......................................Reenje:

    a) VDS= 4 V VVVV TGSDSsat 8.318.4

    VGS= 4.8 V DSsatDS VV tranzistor je u zasienjuStruja drejna u oblasti zasienja

    DsatI moe se izraziti na sledei nain:

    22

    )( DSsatTGSsatD kVVVkI ,Gde je:

    2

    4

    47

    414

    104515.310510402

    10509.31085.8800

    2 V

    A

    Lt

    Wk

    ox

    oxn

    mAkVI DSsatsatD 984.48.3104515.3242

    b) VDS= 4 V VVVV TGSDSsat 8.418.5

    VGS= 5.8 V DSsatDS VV tranzistor je u triodnoj oblasti

    Struja drejna u triodnoj oblasti DI moe se izraziti na sledei nain:

    mAVVVVkVVVVkI DSDSTGSDSDSTGSD

    731.744)18.5(2104515.3

    )(2)(2

    24

    22

    Struja drejna se promenila za:

    mAID 747.2984.4731.7

    Grafiki prikaz:

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    37/45

    ZADATAK MOS2: NMOS tranzistor realizovan je tako da mu je napon praga

    VT= 1 V, duina kanala 5 m, irina kanala 50 m, pokretljivost elektrona u kanalu

    n= 800 cm2/Vs i debljina oksida gejta 50 nm. Izraunati:

    a) Kolika e biti struja drejna pri VDS= 5 V i VGS= 5 V?

    b) Za koliko e se promeniti struja drejna ako se pri istom naponu na gejtu

    (5 V) napon na drejnu smanji na vrednost 3 V?

    Poznato je: o= 8.851014

    F/cm i rox= 3.9.

    ......................................Reenje:

    a) VDS= 5 V VVVV TGSDSsat 415

    VGS= 5 V DSsatDS VV tranzistor je u zasienju

    Struja drejna u oblasti zasienja DsatI moe se izrazitina sledei nain:

    22)( DSsatTGSsatD kVVVkI ,

    Gde je:2

    4

    47

    414

    107612.210510502

    10509.31085.8800

    2 V

    A

    Lt

    Wk

    ox

    oxn

    mAkVI DSsatsatD 41792.44107612.2242

    b) VDS= 3 V VVVV TGSDSsat 415

    VGS= 5 V DSsatDS VV tranzistor je u triodnoj oblasti

    Struja drejna u triodnoj oblastiDI moe se izraziti na sledei nain:

    mA

    VVVVkVVVVLt

    WI DSDSTGSDSDSTGSox

    oxnD

    1418.433)15(2107612.2

    )(2)(22

    24

    22

    Struja drejna se promenila za:

    mAID 27612.01418.441792.4

    Grafiki prikaz:

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    38/45

    ZADATAK MOS3: Odrediti radnu taku (VDS, ID) za

    tranzistorsko kolo prikazano na slici. Napon praga ovog

    tranzistora je VT = 3 V. Merenjem je utvreno da je

    napon VGS= 8.5 V.

    Poznato je: VDD= 15 V,R1 = 10 M iRD = 4.7 k .

    ......................................Reenje:

    Kroz kolo protiu struje naznaene na slici:

    StrujaIG= 0, pa kroz otpornikR1neprotie struja. Onda VG= VD. Odavde se dobija da je:

    VGS=VDS= 8.5 V

    Za napon VVGS 5.8 vrednost saturacionog napona DSsatV iznosi:

    VVVV TGSDSsat 5.535.8

    Kako jeDSsatDS VV zakljuujemo da je tranzistor u zasienju.

    Kako jeIG= 0, kroz otpornikRDprotie samo strujaID.

    Za kolo drejna onda vai relacija:VDD= VDS+RDID

    Odavde se dobija strujaID:

    D

    DSDDD

    R

    VVI

    Zamenom brojnih vrednosti dobija se:

    mAID 383.1

    Radna taka je odreena vrednostima: VVDS 5.8 i mAID 383.1 .

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    39/45

    ZADATAK MOS4: Za kolo prikazano na slici, napajano

    preko naponskog razdelnika, uzeti su sledei otpornici:

    R1 = 10 M i R2 = 4.7 M . Ako je napon praga ovog

    tranzistora VT = 5 V, a k= 2104

    A/V2 da li je ovakvim

    izborom otpornika R1 i R2 obezbeen rad tranzistora u

    zasienju?

    Poznato je: VDD= 10 V iRD = 1 k .

    ......................................Reenje:

    Kroz kolo protiu struje naznaene na slici:

    StrujaIG= 0, pa kroz otpornikeR1iR2tee ista strujaI1:

    211

    RR

    VI DD

    Napon VGSse onda moe izraziti:

    DDGS VRR

    RIRV21

    212

    Zamenom brojnih vrednosti dobija se:

    VVGS 197.3 Kako je VGS< VT zakljuujemo da je tranzistor zakoen.

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    40/45

    ZADATAK MOS5: Odrediti radnu taku (VDS, ID) za

    tranzistorsko kolo prikazano na slici. Napon praga ovog

    tranzistora je VT = 2 V, dok pri naponu na gejtu VGS = 4 V

    struja drejna u zasienju iznosiIDsat= 200 mA.

    Poznato je: VDD= 24 V, R1 = 100 k , R2 = 15 k i

    RD = 200 .

    ......................................Reenje:

    Kroz kolo protiu struje naznaene na slici:

    StrujaIG= 0, pa kroz otpornikeR1iR2tee ista strujaI1:

    211

    RR

    VI DD

    Napon VGSse onda moe izraziti:

    DDGS VRR

    R

    IRV21

    212

    Zamenom brojnih vrednosti dobija se:

    VVGS 13.3 Kako je VGS> VT zakljuujemo da tranzistor nije zakoen.

    Pretpostavimo da je pri naponu VVGS 13.3 tranzistor u zasienju. Tada vai:22)( DSsatTGSsatD kVVVkI ......................................(1)

    Potrebno je odrediti vrednost parametra k. Poznato je da pri naponu na gejtu VGS2 = 4 V struja

    drejna u zasienju iznosiIDsat2= 200 mA.Odavde moemo da izraunamo vrednost parametra k.

    2

    2

    2

    3

    22

    2 105)24(

    10200

    )( V

    A

    VV

    Ik

    TGS

    satD

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    41/45

    Zamenom brojnih vrednosti u (1) dobijamo:

    mAIsatD

    845.63)213.3(105 22

    Za kolo drejna vai relacija:

    VDD= VDS+RDIDOdavde se za napon VDSdobija:

    VDS=VDDRDID

    Zamenom brojnih vrednosti dobija se:

    VVDS 231.1110845.63200243

    Za napon VVGS 13.3 vrednost saturacionog napona DSsatV iznosi:

    VVVV TGSDSsat 13.1213.3

    Kako je DSsatDS VV zakljuujemo da je tranzistor u zasienju. Polazna pretpostavka je u redu.Radna taka je odreena vrednostima: VVDS 231.11 i mAID 845.63 .

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    42/45

    ZADATAK MOS6: Odrediti radnu taku (VDS, ID) za

    tranzistorsko kolo prikazano na slici. Napon praga ovog

    tranzistora je VT = 5 V, ak= 2104

    A/V2.

    Poznato je: VDD= 10 V, R1 = 4.7 M , R2 = 10 M i

    RD = 10 k .

    ......................................

    Reenje:

    Kroz kolo protiu struje naznaene na slici:

    StrujaIG= 0, pa kroz otpornikeR1iR2tee ista strujaI1:

    211

    RR

    VI DD

    Napon VGSse onda moe izraziti:

    DDGSV

    RR

    RIRV

    21

    2

    12

    Zamenom brojnih vrednosti dobija se:

    VVGS 803.6 Kako je VGS> VT zakljuujemo da tranzistor nije zakoen.

    Pretpostavimo da je pri naponu VVGS 803.6 tranzistor u zasienju. Tada vai:22)( DSsatTGSsatD kVVVkI ......................................(1)

    Zamenom brojnih vrednosti u (1) dobijamo:

    mAIsatD

    65.0)5803.6(102 24

    Za kolo drejna vai relacija:

    VDD= VDS+RDID

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    43/45

    Odavde se za napon VDSdobija:

    VDS=VDDRDID

    Zamenom brojnih vrednosti dobija se:

    VVDS 5.31065.010101033

    Za napon VVGS 803.6 vrednost saturacionog napona DSsatV iznosi:VVDSsat 803.15803.6

    Kako jeDSsatDS VV zakljuujemo da je tranzistor u zasienju. Polazna pretpostavka je u redu.

    Radna taka je odreena vrednostima: VVDS 5.3 i mAID 65.0 .

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    44/45

    ZADATAK OPTO1: U kolu sa slike bipolarni

    tranzistor (u ulozi prekidaa) u sprezi sa LED-om

    radi kao indikator stanja. Za VIN=VOFF=0 V LED ne

    svetli, dok za VIN=VON LED daje intenzivnu svetlost.

    Odrediti vrednosti otpornika RC i RB za koje je

    obezbeeno funkcionisanje indikatora, ako je strujaneophodna da LED daje intenzivnu svetlost 30 mA,

    pri emu je napon na njemu VLED=1.6 V.

    Poznato je:VCC=9 V, VBE=0.7 V, VCE(sat)=0.2 V, =50,

    VON=5 V.

    ......................................

    Reenje:

    Kada je na ulazu napon VIN=VOFF =0 V tranzistor je zakoen

    (stanje otvorenog prekidaa) i kroz njega ne protiu struje. Ni kroz

    LED ne tee struja i on ne emituje svetlost. Time je ovim

    indikatorom definisano iskljueno stanje.

    Kada je na ulazu VIN=VON=5 V tranzistor ima ulogu zatvorenog

    prekidaa i kroz LED treba da tee struja od 30 mA kojom je

    obezbeena intenzivna svetlost. Time je ovim indikatorom

    definisano ukljueno stanje.

    Kada svetli, napon na LED-u je VLED= 1.6 V dok je struja kroz

    LED istovremeno i struja kolektora tranzistora IC. Kadapredstavlja prekida u zatvorenom stanju tranzistor radi u

    zasienju i napon izmeu kolektora i emitora je VCE(sat).

    Na osnovu datih podataka piemo naponsku relaciju za

    kolektorsko kolo:

    )(satCELEDCCCC VVIRV

    Poto strujaIC treba da ima vrednost od 30 mA za vrednost otpornikaRCse dobija:

    C

    satCELEDCC

    CI

    VVVR

    )( ,

    9V 1.6V 0.2V240

    0.03AC

    R

    .

    Da bi tranzistor bio u zasienju mora da je ispunjena strujna relacijaIC

  • 7/26/2019 Elektronske komponente zadaci drugi deo

    45/45

    ZADATAK OPTO2: Kolo optokaplera sa slike

    sadri LED i fototranzistor. Ako je koeficijent

    sprege (odnos struje kolektora fototranzistora i

    struje direktno polarisanog LED-a - CTR) 8%,

    odrediti vrednost napona polarizacije V1za koju

    e na izlazu kola biti naponski nivo logike nule.

    Poznato je: VCC=5 V, RC=50 k , R1=5 k ,

    VCE(sat)=0.2 V, VLED=1 V.

    ......................................Reenje:

    Napon na izlazu kola jednak je naponu izmeu

    kolektora i emitora tranzistora VOUT=VCE. Za kolo

    kolektora vai naponska relacija:

    CC C C CE V R I V ,odnosno:

    OUT CE CC C C V V V R I .

    Kada nema svetlosnog signala sa LED-a tranzistor

    ne vodi (IC=0) i na izlazu je nivo logike jedinice,

    odnosno VOUT=VCC.

    Kada sa LED-a na bazno-kolektorski spoj

    fototranzistora dolazi svetlosni signal, postoji

    odreena struja kolektora IC proporcionalna

    osvetljaju, odnosno struji kroz LED I1.

    Da bi na izlazu kola bio naponski nivo logike nule fototranzistor treba da je u zasienju

    (VOUT=VCE(sat)) i njegova struja kolektora je tada:

    ( )CC CE sat

    C

    C

    V VI

    R

    ,

    4

    5V 0.2 V96A

    5 10C

    I

    .

    Koeficijent sprege je:

    1

    100%CICTRI

    ,

    tako da se za struju LED-a dobija:

    1100%C

    II

    CTR

    1

    96A100% 1.2 mA

    8%I .

    Za kolo LED-a vai naponska relacija:

    V R I V