Upload
others
View
10
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Osnovi elektronike SG EEN
Školska godina 2014/15
Primeri sa predavanja, rešeni zadaci za domaći i zadaci za vežbu
Prof. Dr Predrag Petković
23. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 2
Pojačanje signalaFrekvencijske karakteristike
Primer 2.1: Odrediti prenosnu funkciju kola sa slike.
ViVu
)/(1
11
1)()()(
)(1
1)(/1
/1)()(
/1/1js
RCou
i
uuuC
Ci
o
sRCjjVjVjT
jVRCj
jVRCj
CjjVRZ
ZjV
23. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 3
Pojačanje signala
)/(1
1)(/1/1
jsRC
oo
sjT
002
02
22
22
/log 20/1
1 log 20)(20log
)(Im)(Re)(Im)(Re)(
sT
sDsDsNsNsT
Primer 2.1: Odrediti prenosnu funkciju kola sa slike.
ViVu
23. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 4
Pojačanje signala
VizVu
)/(1
1)(/1/1
jsRC
oo
sjT
Primer 2.1: Odrediti prenosnu funkciju kola sa slike.
ViVu
23. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 5
Pojačanje signala
Frekvencijske karakteristike Primer 2.2: Odrediti prenosnu funkciju (ukupno naponsko pojačanje) kola sa slike.
Rešenje:
1/
)/()/(1
1)/(1
1)/1)/(1
1)(
o
0
isisi
Loiso
o
isisioL
L
si
i
RRRRCRRRR
A
sA
RRRRsCRRR
RRRjA
23. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 6
Pojačanje signala
Frekvencijske karakteristike Primer 2.3: Skicirati prenosnu funkciju (ukupno naponsko pojačanje) dvostepenog pojačavača sa slike.
Rešenje:
VizV1Kondenzator za spregu
CS
Vs
A1A2
A1A2
23. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 7
Pojačanje signala
Frekvencijske karakteristike Zadatak: Odrediti prenosnu funkciju kola sa slike.Koju funkciju kolo obavlja u frekvencijskom domenu?Odrediti graničnu frekvenciju.Koliko iznosi asimptotski nagib amplitudske karakteristike po dekadi i po oktavi?
VizVu
Domaći 2.1
18. oktobar2011 Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/
8
Pojačanje signalaZadatak: Odrediti prenosnu funkciju kola sa slike.
)/(1
1)/(1
/1)(
)()(
)(1
)(/1
)()(
/1/1js ss
sRCj
RCjjVjVjT
jVRCj
RCjjVRCj
RjVRZ
RjV
oRC
o
o
u
i
uuuC
i
o
VizVu
Rešenje 2.1
18. oktobar2011 Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/
9
Pojačanje signalaZadatak: Odrediti prenosnu funkciju kola sa slike.
VizVu
)/(1
/)(/1/1
jsRC
o
o
o
ssjT
Rešenje 2.1
23. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 10
Pojačanje signala
Frekvencijske karakteristike Zadatak: Odrediti prenosnu funkciju kola sa slike.
Domaći 2.2
18. oktobar2011 Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/
11
Pojačanje signalaZadatak: Odrediti prenosnu funkciju kola sa slike.
Rešenje 2.2
23. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 12
Pojačanje signala
Frekvencijske karakteristike Zadatak: Odrediti prenosnu funkciju (ukupno naponsko pojačanje) kola sa slike.
Ako je Rs=20k, Ri=100k, Ci=60pF, =144 V/V, Ro=200 i RL=1k
a) Odrediti pojačanje pri =0rad/s (jednosmerno) (A=100 V/V)
b) Graničnu frekvenciju (3dB) (o=106 rad/s, fo=159,2kHz)
c) Odrediti frekvenciju pri kojoj A padne na 0dB (108 rad/s)
Domaći 2.3
Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/
Pojačanje signalaOdrediti prenosnu funkciju (ukupno naponsko pojačanje) kola sa slike.
Ako je Rs=20k, Ri=100k, Ci=60pF, =144 V/V, Ro=200 i RL=1k
a) Odrediti pojačanje pri =0rad/s (jednosmerno) (A=100 V/V)
b) Graničnu frekvenciju (3dB) (o=106 rad/s, fo=159,2kHz)
c) Odrediti frekvenciju pri kojoj A padne na 0dB (108 rad/s)
Rešenje 2.3
VVkk
kk
RRR
RRRA
sRRCs
ARRsC
AsVsVsA
RRsCRRR
RRR
sVsVsA
sVRRsCRR
RRR
RsVRR
RsV
sVRRsCRR
RsVRRsCR
RsCRsVRZ
ZsV
a
si
s
Lo
Lo
sii
osii
os
o
siisi
i
Lo
L
s
o
ssiisi
i
Lo
Li
Lo
Lo
ssiisi
is
siii
iiis
si
ii
/100120100
2.11144
10)||(
;1
1)||(1
1)()()(
)||(11
)()()(
)()||(1
1)()(
)()||(1
1)(1
1)()(
)
6
srad
AAjA
AjA
b
dB
dBo
dB
odB
o
/101
121
)(
1
1)(
)
63
323
3
2
sradsradAA
AAjA
c
dBoo
oo
/10/10100
1 11
)(
)
8631
121
1 2
22
30. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 14
Pojačanje signalaPrimer 3.1 Pojačavač koji se napaja sa +/‐10V i pobuđuje
sinusnim naponom amplitude 1V, daje napon amplitude 9 V na potrošaču od 1k. Izmerena je struja kroz svakiizvor napajanja od po 9,5mA i ulazna struja amplitude 0.1mA.
Odrediti: a) pojačanje napona, b) Pojačanje struje, c) pojačanje snage, d) snagu DC izvora napajanja, e) disipiranu snagu i f) stepen iskorišćenja
30. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 15
Pojačanje signalaRešenje Primer 3.1:
a) pojačanje napona, V/V 919vA
b) pojačanje struje,
A/A 90mA .10
mA 9
mA 9kΩ1V 9
u
is
p
ii
IIA
RVI
dB 1.199log20 vA
dB 1.3990log20 sA
30. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 16
Pojačanje signalaRešenje Primer 3.1:c) pojačanje snage
Pojačanje snage
mW 05.02mA .10
2V 1
22 uu
ueffueffuIVIVP
dB 1.29810log10
W/W81005.0
5.40
p
u
pp
APP
A
Aktivna snaga na potrošaču
mW 5.402
mA 92V 9
22 ii
ieffieffpIVIVP
Aktivna snaga na ulazu
30. oktobar 2014. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/ 17
Pojačanje signalaRešenje Primer 3.1:
d) snaga izvora za napajanje
mW 190mA5,9V10mA5,9V10 DCP
mW 6.149 mW5.49mW05.0mW190
puDCd PPPP
%3.21100 DC
p
PP
80% snage potroši se van potrošača – na pojačavaču
e) snaga disipacije
f) stepen iskorišćenja
Millerova teorema
Domaći 4.1
Zadatak:Odrediti elemente ekvivalentnog Millerovog kola za pojačavač sa
slike (upotrebljen je idealni pojačavač sa A=-100) i ukupno naponsko pojačanje (A(s)=Vi(s)/Vg(s)) u slučaju kada je Z:
a) R=1M
b) C=1pFc) Šta će biti ako je Z=1/sC i
A>1?A=1?1>A>0?
Vg Vi=-100VuVu
Rg=10k
13. novembar 2014. Operacioni pojačavači
A
ZZ
11
1/112
A
ZAA
ZZ
Millerova teorema
Rešenje 4.1Odrediti elemente ekvivalentnog Millerovog kola za pojačavač sa
slike i ukupno naponsko pojačanje (A(s)=Vi(s)/Vg(s)) u slučaju kada je Z:
a) R=1M
b) C=1pFc) Šta će biti ako je Z=1/sC i
A>1?A=1?1>A>0?
Vg Vi=-100VuVu
Rg=10k
20. novembar 2014. Operacioni pojačavači
VuRp
AZ1 Z2
I2I1
Vi=AVu
IA
A
ZZ
11
12
A
ZAZ
Millerova teorema
Rešenje 4.1Odrediti elemente ekvivalentnog Millerovog kola za pojačavač sa
slike i ukupno naponsko pojačanje (A(s)=Vi(s)/Vg(s)) u slučaju kada je Z:
a) R=1MVg Vi=-100VuVu
Rg=10k
20. novembar 2014. Operacioni pojačavači
VuRp
AZ1 Z2
I2I1
Vi=AVu
IA
kMA
ZZ 10)100(1
111
MMA
ZAZ 11)100(
110012
Millerova teorema
Rešenje 4.1a) Vg ViVu -100Vu
kkkA
ZZ 9.9101
1000)100(1
100011
MMMA
ZZ 99.001.1
1)100/1(1
1/112
V/V 7.49109.9
9.91001001
1
gg
u
u
i
g
i
RZZ
VV
VV
VVA
Rg=10k
20. novembar 2014. Operacioni pojačavači
Millerova teorema
Rešenje 4.1Odrediti elemente ekvivalentnog Millerovog kola za pojačavač sa
slike i ukupno naponsko pojačanje (A(s)=Vi(s)/Vg(s)) u slučaju kada je Z:
b) C=1pFVg Vi=-100VuVu
Rg=10k
20. novembar 2014. Operacioni pojačavači
VuRp
AZ1 Z2
I2I1
Vi=AVu
IA CA)-(1C kao ;1011
1
)1(1
1)/(1
11
e
pFjZ
ACjACj
AZZ
CjCj
AZAZ
11)100(
)/(110012
Millerova teorema
Rešenje 4.1
b) Vg ViVu -100Vu
)101(1
1001/1
11 CssC
AZZ
)01.1(1
)100/1(1/1
/112 CssC
AZZ
V/V 1001.11
100
1011100
101/1101/1100
6 sA
sCRRsCsC
VV
VV
VVA
ggg
u
u
i
g
i
Rg=10k
157.6kHZ 1001.12
11012
163
ssCR
ffg
dBg 23. oktobar 2012. Operacioni pojačavači
Rešenje 4.1Odrediti elemente ekvivalentnog Millerovog kola za pojačavač sa
slike i ukupno naponsko pojačanje (A(s)=Vi(s)/Vg(s)) u slučaju kada je Z:
c) Šta će biti ako je Z=1/sC i A>1?
Millerova teorema
Vg Vi=-100VuVu
Rg=10k
20. novembar 2014. Operacioni pojačavači
VuRp
AZ1 Z2
I2I1
Vi=AVu
IA )1(1
1
)1(1
1)/(1
11
ACsZ
AsCAsC
AZZ
konvertor negativne impedanse.
Struja menja smer jer je Vi>Vu
Rešenje 4.1Odrediti elemente ekvivalentnog Millerovog kola za pojačavač sa
slike i ukupno naponsko pojačanje (A(s)=Vi(s)/Vg(s)) u slučaju kada je Z:
c) Šta će biti ako je Z=1/sC i A=1?
Millerova teorema
Vg Vi=-100VuVu
Rg=10k
20. novembar 2014. Operacioni pojačavači
VuRp
AZ1 Z2
I2I1
Vi=AVu
IA
)1(2
1)/(1
11
AZZAZ
AsC
AZZ
Vi=Vu kompenzovano Vu
Rešenje 4.1Odrediti elemente ekvivalentnog Millerovog kola za pojačavač sa
slike i ukupno naponsko pojačanje (A(s)=Vi(s)/Vg(s)) u slučaju kada je Z:
c) Šta će biti ako je Z=1/sC i 1>A>0?
Millerova teorema
Vg Vi=-100VuVu
Rg=10k
20. novembar 2014. Operacioni pojačavači
VuRp
AZ1 Z2
I2I1
Vi=AVu
IACCCs
Z
AsCAsC
AZZ
ee
;11
)1(1
1)/(1
11
povećana impedansa. Z1>Z
13. novembar 2014. Operacioni pojačavači
Idealni operacioni pojačavačDomaći 4.2
Odrediti napon na izlazu pojačavača sa slike
44
33
22
11
gc
gc
gb
cag
b
cai v
RRv
RRv
RR
RRv
RR
RRv
vi
vg1
vg2 vg3
vg4
vi
vg1
vg2 vg3
vg4
20. novembar 2014. Operacioni pojačavači
Idealni operacioni pojačavačRešenje 4.2Odrediti napon na izlazu pojačavača sa slike
44
33
22
11
gc
gc
gb
cag
b
cai v
RRv
RRv
RR
RRv
RR
RRv
25. oktobar 2011. Operacioni pojačavači
Realni operacioni pojačavač
Zadatak: Za invertorski pojačavač pobuđen naponom vg=0.1V kod koga jeR1=0.1k i R2=10k u kome se koriste OpAmp sa pojačanjem u OP od A=60dB, 80dB i 100dB i odrediti:
a) Pojačanje u zatvorenoj petlji
b) Procentualnu promenu pojačanja u zatvorenoj petlji u odnosu na slučaj sa idealnim OpAmpom
c) Veličinu napona na ulazu OpAmpa
Rešenje
a)(90,83; 99,00; 99,90); b)(-9,17%;-1,00%; -0,10%);
c)(-9,08mV; -0,99mV; -0,10mV)
Domaći 5.1
25. oktobar 2011. Operacioni pojačavači
Realni operacioni pojačavačRešenje 5.1
20. novembar 2014. Modeli poluprovodničkih komponenata
Domaći 5.2
Za nMOS tranzistor kod koga je Vt=1V, nCox =120A/V2, W/L=10 i =0.02V-1 odrediti:a) opseg napona VGS za koje tranzistor vodib) napon VDS u funkciji VGS pri kome tranzistor ulazi u zasićenje,c) dinamičke parametre tranzistora gm i ro u radnoj tački definisanoj sa ID=75A, ako se zna da tranzistor radi u zasićenju. d) Nacrtati model za male signale i upisati vrednosti parametara.
VGS>1V; VDS> VGS+1V; 424A/V, 0.67M
Model MOS tranzistora
12. novembar 2012. Modeli poluprovodničkih komponenata
Rešenje 5.2Za nMOS tranzistor kod koga je Vt=1V, nCox =120A/V2, W/L=10 i =0.02V-1
odrediti: a) opseg napona VGS za koje tranzistor vodi; b) napon VDS u funkciji VGS pri kome tranzistor ulazi u zasićenje; c) dinamičke parametre tranzistora: gm i ro u radnoj tački definisanoj sa ID=75A, ako se zna da tranzistor radi u zasićenju; d) nacrtati model i upisati vrednosti parametara;
a) VGS>VT=1V; b) VDS> VGS+VT=VGS+1V; c)
Model MOS tranzistora
)(2)('
tGS
DtGSoxnm VV
IVVL
WCg
VmAgVAVV
Ig
V
LWC
IVVVVL
WCI
mBJTtGS
Dm
ox
DtGStGSoxD
/40 /42435,0101502
35,01010120
21
1075
' 21)(´
21
6
6
6
n
2n
MkII
VrDD
A 67.066,666107502.0
11 6o
d)
20. novembar 2014. Modeli poluprovodničkih komponenata
Domaći 5.3
BJT sa =100, i VA=100V polarisan je u radnoj tački sa IC =1mA i VCE =5V. Nacrtati hibridni i T model i odrediti parametre:a) gmb) rc) rod) e) re u radnoj tački.f) Uporediti gm sa odgovarajućim parametrom MOSFETa sa slajda 39 (Domaći 5.2).
40mA/V; 2.5kk25
Model bipolarnog tranzistora
Modeli poluprovodničkih komponenata
Rešenje 5.3BJT sa =100, i VA=100V polarisan je u radnoj tački sa IC =1mA i VCE =5V. Nacrtati hibridni i T model i odrediti parametre:a) gm; b) r ; c) ro ; d) ; e) re u radnoj tački. f) Uporediti gm sa odgovarajućim parametrom MOSFETa iz Domaćeg 5.2.
Model bipolarnog tranzistora
kkVmAgI
VrmE
T 2578,25/4,38
1100101
e
A/V424 /40/4,38026.01 m VmAVmA
VmA
VIg
T
C
2,5k2,6k1
026.0100
mA
VIV
gr
C
T
m
10,99 101100
1
kmA
VI
VVr
C
CEA 1051
)5100(o
ic=ib
ic= gmvber ro
12. novembar 2012.
27. novembar 2014. Jednostepeni MOSFET pojačavači
Pojačavač sa zajedničkim sorsom
Domaći 6.1:U kolu sa slike upotrebljen je tranzistor sa Vt=1V, nCox’W/L=1mA/V2, =0. Poznato je VDD=15V .
a) Odrediti vrednosti ostalih elemenata kola pod uslovom da je ID=0.5mA i da su padovi napona na RD i RS isti i iznose VDD/3. (RD=RS =10k, RG1=8M, RG2 =7M)
b) Izračunati za koliko će se promeniti ID ukoliko se tranzistor zameni drugim kod koga je Vt=1.5V. (ID= 0.45mA, ID = ‐0.05mA,ID/ID=‐10% )
c) Ponoviti postupak pod a i b) u slučaju da se zadrži ista vrednost za ID i RD a da je RS =0. (RG1=13M, RG2 =2M, ID = ‐0.375mA, ID/ID=‐75% )
d) Izračunati naponsko pojačanje ulaznu i izlaznu otpornost u slučaju a) i c). (Aa=‐10/11,
Rua=3.73M, Ric=10k, Ac=10, Ruc=1.73M, Ric=10k)
27. novembar 2014. Jednostepeni MOSFET pojačavači
a) Odrediti vrednosti jednosmernih napona VD i VS. (VD=2.5V, VS=‐2.5V)
b) Odrediti A0, Ru, Ri i Av ukoliko je RP=15k, Rg=50. (A0=15V/V, Ru=1k, Ri=15k, Av =7.5V/V)
c) Odrediti ukupno naponsko pojačanje ukoliko je Rg=1k, 10k, 100k. (3.75V/V, 0.68V/V, 0.07V/V )
Domaći 6.2:U kolu sa slike upotrebljen je tranzistor sa Vt=1.5V, nCox’W/L=2A=1mA/V2, VA=75V. Poznato je VDD= VSS=10V, ID=0.5mA, RD=15k.
Rg
RP
Pojačavač sa zajedničkim gejtom
27. novembar 2014. Jednostepeni MOSFET pojačavači
Domaći 6.3:U kolu sa slike upotrebljen je tranzistor sa Vt=1.5V, VA=75V, nCox’W/L=2A=1mA/V2. Poznato je VDD= VSS=10V, ID=0.5mA, RG=4.7M, RP=15k.
Pojačavač sa zajedničkim gejtomRgen
vgen
RpRu
vu
Ri
vi
a) Odrediti vrednosti jednosmernih napona VG i VS. (VG=0V, VS=‐2.5V)
b) Odrediti A0, Ru, Ri i Av ukoliko je Rg=1M.(A0=0.993V/V, Ru=4.7M, Ri=0.993k, Av =0.768V/V)
Domaći 7:Izračunati napon na potrošaču od Rp=10 ako je pobuđen iz
generatora Vg=10mV i Rg=10k u slučaju da je povezan:a) Direktno;b) preko pojačavača sa zajedničkim kolektorom čiji su parametri:
RE=5k, RB=100k, h11E=1k, h12E=0, h21E=100, h22E=0;c) preko pojačavača sa zajedničkim emitorom čiji su parametri:
RC=5k, RB=100k, h11E=1k, h12E=0, h21E=100, h22E=0;d) preko kaskadne veze pojačavača sa zajedničkim emitorom iz
tačke c) (ulaz vezan za generator) i pojačavača sa zajedničkim kolektorom iz tačke b) (izlaz vezan za Rp).
Videti skice sa table na sledećem slajdu.
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
04. decembar2014. Jednostepeni pojačavači sa BJT
Domaći 6.1:,
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
04. decembar2014. Jednostepeni pojačavači sa BJT
Rešenje 7:Izračunati napon na potrošaču od Rp=10 ako je pobuđen iz generatora Vg=10mV i Rg=10k u
slučaju da je povezan:a) Direktno;b) preko pojačavača sa zajedničkim kolektorom čiji su parametri: RE=5k, RB=100k, h11E=1k,
h12E=0, h21E=100, h22E=0;c) preko pojačavača sa zajedničkim emitorom čiji su parametri: RC=5k, RB=100k, h11E=1k,
h12E=0, h21E=100, h22E=0;d) preko kaskadne veze pojačavača sa zajedničkim emitorom iz tačke c) (ulaz vezan za
generator) i pojačavača sa zajedničkim kolektorom iz tačke b) (izlaz vezan za Rp).
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Jednostepeni pojačavači sa BJT09. decembar 2014.
Rešenje 7 (nastavak):
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Jednostepeni pojačavači sa BJT
b) preko pojačavača sa zajedničkim kolektorom čiji su parametri: RE=5k, RB=100k, h11E=1k, h12E=0, h21E=100, h22E=0;
09. decembar 2014.
Rešenje 7 (nastavak):
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Jednostepeni pojačavači sa BJT
c) preko pojačavača sa zajedničkim emitorom čiji su parametri: RC=5k, RB=100k, h11E=1k, h12E=0, h21E=100, h22E=0;
09. decembar 2014.
Rešenje 7 (nastavak):
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Jednostepeni pojačavači sa BJT09. decembar 2014.
d) preko kaskadne veze pojačavača sa zajedničkim emitorom iz tačke c) (ulaz vezan za generator) i pojačavača sa zajedničkim kolektorom iz tačke b) (izlaz vezan za Rp).
Za vežbu 7.1:
Za pojačavač sa slike, kod koga je Rg=10k, Rp=1k, I=5mA, RB=40k, =100 i VA=100V, naći Rut, Ru, Ao, A i Ri.Kolika je maksimalna vrednost amplitude izlaznog prostoperiodičnog signala pri kojoj tranzistor neće ući u oblast zakočenja? Koliki se napon na izlazu očekuje ako je amplituda napona vbe ograničena na 10mV. Koliko će biti naponsko pojačanje kada je Rp=2k i Rp=500?
Pojačavač sa zajedničkim kolektorom
Rešenje:96.7k; 28.3k; 0.735 V/V; 0.8 V/V, 84 ; 5 V; 1.9 V; 0.768 V/V; 0.685 V/V.
04. decembar2014. Jednostepeni pojačavači sa BJT
P
11. decembar 2014. Višestepeni pojačavači
Realizacija sa MOSTDomaći 8.1:U kolu sa slike upotrebljeni su identični tranzistori sa Vt=0.5V, nCox’W/L=2A=4mA/V2, =0. Poznato je I=0.4mA, VDD=VSS=1.5V i RD=2.5k.
a) Za VUS =0V odrediti VS , ID1, ID2, VD1 i VD2.(VS=‐0.82V, ID1 =ID2=0.2mA, VD1 =VD2=1V)
b) Ponoviti postupak pod a) za VUS=‐0.2V. (VS=‐1.02V, ID1 =ID2=0.2mA, VD1=VD2=1V)
c) Ponoviti postupak pod a) za VUS =0.9V. (VS=0.08V, ID1 =ID2 =0.2mA, VD1=VD2=1V)
d) Koliko iznosi najveći napon VUS pri kome je I=0.4mA, a tranzistori rade u oblasti zasićećnja? (VUSmax=1.5V)
e) Odrediti Ad, Ac i CMMR. (gm=1.25mA/V, Ad =‐3.125V/V, Ac =0, CMRR →∞)
vUS
E7.118. decembar 2014. Višestepeni pojačavači
Domaći 8.1 Rešenje:U kolu sa slike upotrebljeni su identični tranzistori sa Vt=0.5V, nCox’W/L=2A=4mA/V2, =0.
Poznato je I=0.4mA, VDD=VSS=1.5V i RD=2.5k. vUS
E7.1
a)
211
1
21
12
11
21
12,05,25,182,082,00
82,022,05,0)(
2,02/
DDDDDD
GSUSS
GSD
tGStGSD
DD
vVmAkViRVvVVvv
VV VVA
iVVVVAi
mAIii
b)VVVVvv
vVvVV VmAIii
GSUSS
DDGSGSDD02,182,02,0
1 ;82,0 ;2,02/ a) pod kao
1
212121
c)VVVVvv
vVvVV VmAIii
GSUSS
DDGSGSDD08,082,09,0
1 ;82,0 ;2,02/ a) pod kao
1
212121
18. decembar 2014. Višestepeni pojačavači
Domaći 8.1 Rešenje:U kolu sa slike upotrebljeni su identični tranzistori sa Vt=0.5V, nCox’W/L=2A=4mA/V2, =0.
Poznato je I=0.4mA, VDD=VSS=1.5V i RD=2.5k. vUS
E7.1
e)
cd
RrSomDo
Domc
Dmd
tGStGS
Dm
DmrDo
Domd
AACMRRSoRrgRr
RrgA
VVkVmARgA
VmAV
mAVV
IVV
ig
RgoRr
RrgA
/
0)1(2
/125,35,2/25,1
/25,132,04,02
11
1
d)
VViRVvVvVVVvVvvVvv
VVvvvvVVVvVvVV VmAIii
tDDDDUS
tDGStGSDGSSUSGSUSS
tGSDSSDtGSDS
DDGSGSDD
5,1)(
)(1 ;82,0 ;2,02/ za
1max
11111maxmax1maxmax
11maxmax11min
212121
11. decembar 2014. Višestepeni pojačavači
Realizacija sa MOST
Domaći 8.2 :U kolu sa slike upotrebljen je tranzistor sa =1, VBE=0.7V. Poznato je I=1mA, VCC=15V i RC=10k, vBE1=5+0.005sin(t)VvBE2=5-0.005sin(t) V.
Odrediti a) iC1, iC2, (iC1=0.5+0.1sin(t) mA, iC2 =0.5‐0.1sin(t) mA)b) vC1, vC2. (vC1=10‐1sin(t) V, vC2 =10+1sin(t) V) c) Ad. (Ad =200V/V)
Za one koji žele da nauče više
18. decembar 2014. Višestepeni pojačavačiE7.1
b)
a)
mAtimAtimAtvgimAtvgi
Vtvv vVmAVmAVIggg
mAIIII
CC
udmcudmc
BEBEud
TCmmm
CCC
)sin(1,05,0 ; )sin(1,05,0 )sin(1,0)2/( ;)sin(1,0)2/(
)sin(01,0/20025,0/5,0/
;5,02/ za
21
21
21
11
21
Domaći 8.2 Rešenje:U kolu sa slike upotrebljen je tranzistor sa =1, VBE=0.7V. Poznato je I=1mA, VCC=15V i RC=10k, vBE1=5+0.005sin(t)VvBE2=5-0.005sin(t) V.
VtvVvVtvVvVtiRv
VtiRvVmAkVIRVVVV
cCCcCC
cCc
cCc
CCCCCCC
)sin(110 ; )sin(110 )sin(1
)sin(1105,01015
2211
22
11
21
c) V/V 20001.02)( 21
du
CCd v
vvA
Za one koji žele da nauče više
5011. decembar 2014. Višestepeni pojačavači
Realizacija sa MOSTDomaći 8.3:•U kolu sa slike upotrebljeni sutranzistori sa nCox=160A/V2, Vtn=0.7V, pCox=40A/V2, Vtp=-0.8V, VAn= -VAp =-10V. Dimenzije tranzistora date su u tabeli.Poznato je IREF=90A, VDD=VSS=2.5V.
Dopuniti podatke u Tabeli i naći ukupno naponsko pojačanje.Sugestija: Najpre odrediti pojačanje svakog stepena posebno.
Q1 Q1 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
W/L 20/0.8 20/0.8 5/0.8 5/0.8 40/0.8 10/0.8 40/0.8 40/0.8ID(A)VGS(V)gm(mA/V)ro(k)
E7.3
Za one koji žele da nauče više
5118. decembar 2014. Višestepeni pojačavači
E7.1
Domaći 8.3 Rešenje:•U kolu sa slike upotrebljeni su tranzistori sa nCox=160A/V2, Vtn=0.7V, pCox=40A/V2, Vtp=-0.8V, VAn= -VAp =-10V. Dimenzije tranzistora date su u tabeli. Poznato je IREF=90A, VDD=VSS=2.5V. Dopuniti podatke u Tabeli i naći ukupno naponsko pojačanje.
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8
W/L 20/0.8 20/0.8 5/0.8 5/0.8 40/0.8 10/0.8 40/0.8 40/0.8ID(A) 45 45 45 45 90 90 90 90VGS(V) 1.1 1.1 1. 1. 1.1 1 1.1 1.1gm(mA/V) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.6 0.6 0.6 0.6ro(k) 222 222 222 222 111 111 111 111
nMOS) Q6 i Q4, (Q3, pMOS), Q8 i Q7 Q5, Q2, (Q1,
r tranzistosvaki za i vrednost Zamenom, ;)(
2
)(/´21)(
90 ;45 ;45452///
90///
22
762413
2121
875875
D
Ao
tGS
Dm
DtGStGSoxtGSD
DDDDDD
REFDD
REFDDD
IVr
VVIg
AIVVVVLWCVVAI
AIIAIIAIIAIIILWLW
AIIIILWLWLW
Za one koji žele da nauče više
5218. decembar 2014. Višestepeni pojačavači
E7.1
Domaći 8.3 Rešenje:•U kolu sa slike upotrebljeni su tranzistori sa nCox=160A/V2, Vtn=0.7V, pCox=40A/V2, Vtp=-0.8V, VAn= -VAp =-10V. Dimenzije tranzistora date su u tabeli. Poznato je IREF=90A, VDD=VSS=2.5V. Dopuniti podatke u Tabeli i naći ukupno naponsko pojačanje.
dB 9160log20V/V89,1110
V/V33,33)11kΩ1kΩ111(mA/V6.0)(
V/V33,33)kΩ222kΩ222(mA/V3.0)(
21
7662
4211
,(A)aAAA
rrgA
rrgA
oom
oom
53
U kolu sa slike upotrebljen je idealizovani pojačavač sa A=100dB.Odrediti:a) R2/R1 tako da se dobije Ar =100!b) B u dB?c) Napon na izlazu Vo, i V- ukoliko je Vs=0.1V. d) za koliko će se smanjiti Ar ukoliko pojačanje A opadne za
20%?(Idealizovani pojačavač ima beskonačnu ulaznu i nultu izlaznu otpornost)
18. decembar 2014. Pojačavači sa povratnom spregom
V-
Domaći 9.1:
54Pojačavači sa povratnom spregom
V-
Domaći 9.1
Rešenje:
495011
5011zaAB 501
1
2
1
2
1
21
21
1
RR
RR
RRR
B
RRR
VVB
BABAA
o
ra)
dBB 8,33)02.0log(20)501log(20 b)
VVVRR
RV
VVVABAV
o
so
1.050/5
51.0501
21
1
c)
%0122,0100'
100
1
8.018.0
1100'
8.018.0' ;50
1
r
rr
r
rr
rr
AAA
ABA
ABA
AAA
ABAA
ABAAd)
55
U kolu iz primera 8.1 odrediti pojačanje pojačavača sa povratnom spregom pri niskim frekvencijama (Aor) i gornju graničnu frekvenciju (fvr) ukoliko je pojačanje A definisano sa
18. decembar 2014. Pojačavači sa povratnom spregom
V-
Domaći 9.2:
Ao=100dB
fv=100Hz
-20dB/dec
20log(A)
log(f)
56Pojačavači sa povratnom spregom
V-
Domaći 9.2
Rešenje:
kHz1,200)2001(Hz100)1(
dB98.33)log(20
;501
BAff
AaBA
AA
ovvr
roro
o
oro
Ao=100dB
fv=100Hz
-20dB/dec
log(f)Aor=34dB
fvr=200kHz
57
Izlazni stepen pojačavača sa naponskim pojačanjem A1=1V/V pobuđuje se signalom vg= 1V, a u njemu se generiše se šum intenziteta vn =1V. Odrediti za koliko će se poboljšati odnos signal-šum na izlazu, ukoliko se koristi pretpojačavač sa A2 = 100V/V, a na oba stepena primeni NPS sa ukupnim faktorom povratne sprege B=1 kao na slici.
18. decembar 2014. Pojačavači sa povratnom spregom
Domaći 9.3:
vg - +
58Pojačavači sa povratnom spregom
Domaći 9.3
Rešenje:
dBvvSNR
VVvvAvvv
inis
nginisiz
0)/log(20
;1111)(1
vg
Bez pretpojačavača:
dB40)100log(20)/log(20
.0099,011011
1
;99,01101100
1
1 ;
111
1
;)(
21
1
21
21
21
1
21
21
21
1
21
21
12121
12
inis
nin
gis
nin
gisinis
ngiz
ngiz
iznizg
vvSNR
VVABA
vAv
VVABA
vAAv
ABAvAv
ABAvAA
vvvABA
vAABA
vAAv
vAvAAvABA
vAvABvvSa pretpojačavačem:
5918. decembar 2014. Povratna sprega
Domaći 9.4:
Operacioni pojačavač sa slike ima diferencijalno pojačanje Ad=80dB, konačnu ulaznu otpornost Rud=100k i izlaznu otpornost Ria=1k . Odrediti Ar=Vi/Vg, Rur, i Rir. Poznato je Rg=10k, R1= 1k , R2=1M Rp= 2k.
Rp
RiaRud
Rg
VgVi
Rur AdVd
R1 R2
Rir Ri
Za one koji žele da nauče više
60Povratna sprega
Rešenje 9.4:Operacioni pojačavač sa slike ima diferencijalno pojačanje Ad=80dB, konačnu ulaznu otpornost Rud=100k i izlaznu otpornost Ria=1k . Odrediti Ar=Vi/Vg, Rur, i Rir. Poznato je Rg=10k, R1= 1k , R2=1M Rp= 2k.
Rp
Ria
Rud
Rg
Vd
Vi
Ru
AdVd
R11
R22
Ri
MRRRkRR
RRR 1 ,1 212221
2111
Vg
6000101.110100
)103(10210
)(
)()(
6
3
3
34
11
1122
22
ud
ud
pia
pdo
udg
ud
pia
pd
g
d
d
i
g
io
RRR
RRRA
A
RRRR
RRRRRA
VV
VV
VVA
Ria
VoR1Vr3
21
1 10
RR
RVVB
o
r
8577
60001
7)10(600011 3
BAAA
BA
o
or
o
irirp
irpir
o
iir
piapiai
RRR
RRR
BARR
kRRRRRR
´
´
4287
30001
´
3)( 22
Za one koji želeda nauče više
61Povratna sprega
Rešenje 9.4:Operacioni pojačavač sa slike ima diferencijalno pojačanje Ad=80dB, konačnu ulaznu otpornost Rud=100k i izlaznu otpornost Ria=1k . Odrediti Ar=Vi/Vg, Rur, i Rir. Poznato je Rg=10k, R1= 1k , R2=1M Rp= 2k.
Rp
Ria
Rud
Rg
Vd
Vi
Ru
AdVd
R11
R22
Ri
MRRRkRR
RRR 1 ,1 212221
2111
Vg
kRRRkBARR
kkkkRRRR
gurur
ouur
udgu
776´777)1(´
11111001011
1001905
190000952000952000
´´
´
957
6661
´
66,0)( 22
irp
irpir
irp
irpir
o
iir
piapiai
RRRR
RRR
RRR
BARR
kRRRRRR
Za one koji želeda nauče više
6218. decembar 2014. Oscilatori prostoperiodičnih
oscilacija
Oscilator sa Vinovim mostom (Wien)
b) Naći frekvenciju oscilovanja
[fo=1kHz]
c) Odrediti amplitudu oscilovanja ako je VD=0.7V
[21.36Vpp]
U kolu sa slike
a) Odrediti polove funkcije 1-AB zanemarujući kolo limitera
[s1,2=(105/16)(0.015± j)]
Domaći 10.1
6325. decembar 2014. Povratna sprega
Rešenje 10.1:a) Odrediti polove funkcije 1-AB zanemarujući kolo limiterab) Naći frekvenciju oscilovanja c) Odrediti amplitudu oscilovanja ako je VD=0.7V.
01101603,010256 ;03,3)101016/(11010163
se dobija ednostibrojnih vr zamenom ,)1()/(13
1)/(13
1)1()()(
/131
)31)1)(1(
/11
1
/1/1
//1
/
; ;1)( ;1)()(
510249491
2
1
2
222
1
2
ssss
RRsCRsCR
sCRsCRRRsBsA
sCRsCRRCssCRsCR
RsCRsCRsCRsC
B(s)
sCRsCR
RsCR
R
sCRsCR
sCRsCR
sCR
B(s)
ZZZ
B(s)RRsAsBsA
RCCRRR
ppssps
ps
sspp
p
pp
p
sspp
pp
pp
pp
sp
p
sp
sp
6425. decembar 2014. Povratna sprega
Rešenje 10.1:a) Odrediti polove funkcije 1-AB zanemarujući kolo limiterab) Naći frekvenciju oscilovanja c) Odrediti amplitudu oscilovanja ako je VD=0.7V.
kHzfsradCR
CRCR
CRCRCRCR
RRCRCRj
jBjA
CRCRjRR
CRjCRjRRjBjA
js
s
ss
12
/16
101 )/(1
;0)/(1 ,0))/(1(3
)1))(/(1()()(Im
))/(1(3
)1(
)/(131)1()()(
)015,0(16
101032
403,01032
403,0102562
41091016101603,0
10256210256410256109101603,0
5
221
2
1
2
1
2
5
52,1
510
4552,1
10
1010452,1
6525. decembar 2014. Povratna sprega
Rešenje 10.1:a) Odrediti polove funkcije 1-AB zanemarujući kolo limiterab) Naći frekvenciju oscilovanja c) Odrediti amplitudu oscilovanja ako je VD=0.7V.
21,36VV68,102 -:je da tako
V68,10 pri provesti će D1, simetrije zbog V,68,10)15(417.0
3,3010
43
,
:jednak je približno diodu, kroz struja zanemari se ako ,b"" u tač tnapon strane, druge s
,31
b"" u tač tnapon maksimalni za provede D2
)
minmax
minmaxmax
65
5max
21
1
65
6max
21
1max
65
6
65
5
max65
6
65
5
maxmax21
1
ooopp
ooo
SSDoDooSS
oSSb
ooI
DIb
VVV
VVV
VRR
RVVRR
RRR
RVVRR
RVRR
RVRR
R
VRR
RVRR
RV
VVRR
RV
VVV
c
6618. decembar 2014. Oscilatori prostoperiodičnih
oscilacija
Oscilator sa Vinovim mostom (Wien)
Domaći 10.2
b) Naći frekvenciju oscilovanja
[fo=1kHz]
U kolu sa slike
a) Odrediti položaj potenciometra pri kome se uspostavljaju oscilacije
[20k]
6725. decembar 2014. Oscilatori prostoperiodičnih
oscilacija
Rešenje 10.2:a) Odrediti položaj potenciometra pri kome se uspostavljaju
oscilacije
b) Naći frekvenciju oscilovanja
kRkkRtarPotenciomekRkkkR
RkRkRkRk
RR
RR
CRjCRjRRsCRsCR
RkRRkRsCRsCRR
RsBsA
sCRsCRB(s)
ZZZ
B(s)RRsAsBsA
XX
XX
XXX
X
XX
sp
p
2050 i 30 :3090101003
)50(210250103)1(
)/( za ,)1()/(13
50 ;10
1)/(13
1)1()()(
/131
; ;1)( ;1)()(
1
2
1
2
oo1
2
12
1
2
1
2
kHzfsradCR
CRCR ooo 12
/16
101 )/(15
6825. decembar 2014. Pojačavači velikih signala 68
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALA
Domaći 11.1:Bipolarni tranzistor karakteriše snaga disipacije od Pd0max= 2W, pri TO0=25oC i maksimalna temperatura spoja TSmax=150oC. Odrediti termičku otpornost tranzistora i maksimalnu snagu koju tranzistor može da disipira pri temperaturi okoline TO=50oC.[]
69Pojačavači velikih signala 69
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALARešenje 11.1:Bipolarni tranzistor karakteriše snaga disipacije od Pd0max= 2W, pri TO0=25oC i maksimalna temperatura spoja TSmax=150oC. Odrediti termičku otpornost tranzistora i maksimalnu snagu koju tranzistor može da disipira pri temperaturi okoline TO=50oC.
WCWP
TTRPRTT ooo
d
SthdthoS /5,62
225150
max
maxmaxmax
WWC
CCR
TTCTP o
oo
th
oSood 6,1
/5,6250150)50( max
max
7025. decembar 2014. Pojačavači velikih signala 70
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALADomaći 11.A:U kolu sa slike poznato je VCC=15V, tranzistore karakteriše VCEsat=0,2V, VBE=0,7V i >>1. Odrediti: a) dinamički opseg izlaznog signala;
Rp
b) vrednost otpornika R koja obezbeđuje dovoljnu struju I, da bi se na otporniku Rp dobio maksimalni dinamički opseg signala;
c) minimalnu i maksimalnu vrednost emitorske struje.
[0,97k, 14,8V, 0-29,6mA]
Vu
Za one koji žele da nauče više
7125. decembar 2014. Pojačavači velikih signala 71
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALADomaći 11.B:U kolu sa slike poznato je VCC=10V, I=100mA i Rp=100, usvojiti VCEsat=0V i . Odrediti:a) disipaciju snage na svakom od tranzistora kada je Vu=0V.
Rp
Ukoliko je pojačavač pobuđen prostoperiodičnim signalom najveće moguće amplitude odrediti:b) disipaciju snage na svakom od
tranzistora, c) snagu na potrošaču i d) stepen iskorišćenja, [1W, 1W, 0.5W, 1W, 0.5W, 25%]
Vu
Za one koji žele da nauče više
72Izvori jednosmernog napajanja
Pojačavači velikih signala72
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALADomaći 11.2:Za pojačavač sa slike koji radi u klasi B, odreditia) vrednost VCC, tako da bude za 5V veći od maksimalnog napona na potrošaču od 8, kada se na njemu ostvaruje korisna snaga od 20W.
Rp
b) maksimalnu struju svakog tranzistora, c) ukupnu snagu izvora napajanja, d) stepen korisnog dejstva i e) maksimalnu disipiranu snagu na svakom
tranzistoru.
[VCC>22.9V, Ipmax=2.25A, PCC=32.8W, =61%, Pdn=Pdp=6.7W]
Vu
18. decembar 2012.
73Izvori jednosmernog napajanja
Pojačavači velikih signala73
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALARešenje 11.2:Za pojačavač sa slike koji radi u klasi B, odreditia) vrednost VCC, tako da bude za 5V veći od maksimalnog napona na potrošaču od 8, kada se na njemu ostvaruje korisna snaga od 20W.
Rp
b) maksimalnu struju svakog tranzistora, c) ukupnu snagu izvora napajanja, d) stepen korisnog dejstva i e) maksimalnu disipiranu snagu na svakom tranzistoru. Vu
WPP
WVIVIPc
AR
VIIb
VVVVV
VWPRVR
VPa
CCCC
CCCCCCCCC
p
ppC
CCimCC
kPimP
imk
8,322
4,162324,214.311 )
24,2888,17 )
23V. usvajamo 88,225
88,172082221 )
1
max11
maxmaxmax1
2
18. decembar 2012.74
Izvori jednosmernog napajanjaPojačavači velikih signala
74
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALARešenje 11.2:Za pojačavač sa slike koji radi u klasi B, odreditia) vrednost VCC, tako da bude za 5V veći od maksimalnog napona na potrošaču od 8, kada se na njemu ostvaruje korisna snaga od 20W.
Rp
b) maksimalnu struju svakog tranzistora, c) ukupnu snagu izvora napajanja, d) stepen korisnog dejstva i e) maksimalnu disipiranu snagu na svakom tranzistoru. Vu
WR
VVIVIVIPe
PPd
p
CCCCCCECCECd
CC
k
7.61111 )
%98,601008,32
20100 )
2
2max2maxmax1max11
18. decembar 2012.
7525. decembar 2014. Pojačavači velikih signala 75
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALADomaći 11.3:Za pojačavač sa slike koji radi u klasi B poznato je: VCC = 6V, Rp=4 i N=P=50. Izmerena je maksimalna vrednost izlaznog napona Vpmax=4.5V. Odrediti:
Rp
a) Snagu na potrošačub) Snagu svakog izvorac) Stepen iskorišćenjad) Maksimalnu ulaznu strujue) Snagu disipacije svakog tranzistora.[Pk=2.53W, PCC+=PCC-=2.15W, =59%,
Ium=22.1mA, Pdn=Pdp=0.91W]
Vu
76Pojačavači velikih signala 76
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALARešenje 11.3:Za pojačavač sa slike koji radi u klasi B poznato je: VCC = 6V, Rp=4 i N=P=50. Izmerena je maksimalna vrednost izlaznog napona Vpmax=4.5V. Odrediti:
Rp
a) Snagu na potrošačub) Snagu svakog izvorac) Stepen iskorišćenjad) Maksimalnu ulaznu struju
e) Snagu disipacije svakog tranzistora.
Vu
WP
VR
VVR
VVIPe
mAR
VIId
d
CCp
CCCE
p
CECCd
p
pCu
91,0646
14.31
1111 )
1,2245.4
511
11 )
21
2maxmax
111
maxmaxmax
18. decembar 2012.
25. decembar 2014. Pojačavači velikih signala 77
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALADomaći 11.4:Za pojačavač sa slike koji radi u klasi AB poznato je: VCC = 15V, Rp=100; tranzistori su upareni sa s= 0.1pA i =50, dok za diode važi da jeIsd=21Is. Odrediti:
Rp
a) Struju I tako da kroz diode u najnepovoljnijem slučaju protičestruja od 1mA;a) Lenju struju (ICmin);b) Disipaciju svakog tranzistora i c) jednosmerni napon VBB u odsustvu ulaznog signala.
[I=4mA, IC=9mA, Pd=270mW, VBB=1.32V]
Vu
I
25. decembar 2014. Pojačavači velikih signala 78
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALARešenje 11.4:Za pojačavač sa slike koji radi u klasi AB poznato je: VCC = 15V, Rp=100W ; tranzistori su upareni sa Is= 0.1pA i b=50, dok za diode važi da je Isd=21Is. Odrediti:
Rp
a) Struju I tako da kroz diode u najnepovoljnijem slučaju protiče struja od 1mA;
b) Lenju struju (ICmin);c) Disipaciju svakog tranzistora i d) jednosmerni napon VBB u odsustvu ulaznog signala.[I=4mA, IC=9mA, Pd=270mW, VBB=1.32V]
Vu
I
mAmAmAmAI
RVIII
IIIIIa
p
CCd
Pd
CdBd
43110050
151
)
minmax
min
maxminmaxmin
25. decembar 2014. Pojačavači velikih signala 79
POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALARešenje 11.4:Za pojačavač sa slike koji radi u klasi AB poznato je: VCC = 15V, Rp=100W ; tranzistori su upareni sa Is= 0.1pA i b=50, dok za diode važi da je Isd=21Is. Odrediti:
Rp
a) Struju I tako da kroz diode u najnepovoljnijem slučaju protiče struja od 1mA;
b) Lenju struju (ICmin);c) Disipaciju svakog tranzistora i d) jednosmerni napon VBB u odsustvu ulaznog signala.[I=4mA, IC=9mA, Pd=270mW, VBB=1.32V] Vu
I
VpAmAVVVIIVVeII
mWVmAVIPmAII
mAIIIIIII)I/I(IIV, VV
IIIb
TdBB
dsdTdVV
dsd
CCCdo
BC
BBBd
BBsdsdBEdu
Bd
Td
32,1)14.24(026.0211.0/18,021ln22 1/ln/)1( d)
27015922 c)918,050
18,022/422/ 22 21 je da sledi odatle a ,0 za
)
max/
max
min
minmin
minminminmax
minmin
min
8008. januar 2015. Izvori jednosmernog napajanja
Kapacitivni filtar Domaći 12.1:
Potrošač R=100 priključen je preko usmerača sa Grecovim spojem na naizmenični napon frekvencije 50Hz i amplitude 12V. Ako je pad napona na diodama Vd=0.8V odrediti:
a) vrednost C kapacitivnog filtra priključenog paralelno potrošaču koja će obezbediti odstupanje napona V< 1V;
b) vrednost jednosmernog napona na potrošaču;
c) vrednost jednosmerne struje kroz potrošač;
3. Filtriranje usmerenog napona
8108. januar 2015. Izvori jednosmernog napajanja
Rešenje 12.1:Potrošač R=100 priključen je preko usmerača sa Grecovim spojem na
naizmenični napon frekvencije 50Hz i amplitude 12V. Ako je pad napona na diodama Vd=0.8V odrediti:
a) vrednost C kapacitivnog filtra priključenog paralelno potrošaču koja će obezbediti odstupanje napona V< 1V;
b) vrednost jednosmernog napona na potrošaču;
c) vrednost jednosmerne struje kroz potrošač;
4. Filtriranje usmerenog napona
mAR
VIc
VVVVV
mFHzfR
VV
R
VVb
mFVRf
VVCRf
VVVa
d
dm
dmd
94 )
4,916,1122
-2
04,110050214,10
212' )
04,11100502
6,1122
2 C 2
2 )
oo
omo
mo
o
mo
1C
1Cωπ1
8208. januar 2015. Izvori jednosmernog napajanja
Kapacitivni filtar Domaći 12.2:
Za usmerač sa kapacitivnim filtrom iz prethodnog primera odrediti:
a) ugao provođenja diode i iskazati ga u % u odnosu na periodu ulaznog signala (50Hz);
b) srednju struju kroz diodu;
c) maksimalnu struju kroz diodu;
d) maksimalni inverzni napon na diodi;
e) predložiti tip diode koji se može primeniti za ovu namenu
3. Filtriranje usmerenog napona
Za one koji žele da nauče više
8308. januar 2015. Izvori jednosmernog napajanja
Rešenje 12.2:
Za usmerač sa kapacitivnim filtrom iz prethodnog primera odrediti:a) ugao provođenja diode i iskazati ga u % u odnosu na periodu ulaznog
signala (50Hz);b) srednju struju kroz diodu;c) maksimalnu struju kroz diodu;d) maksimalni inverzni napon na diodi;e) predložiti tip diode koji se može primeniti za ovu namenu
4. Filtriranje usmerenog napona
AmAΔV
VVπIΔV
VπIIc
mAmAΔV
VVπIΔV
VπIIb
VVVΔt
TVVVV
tVVωΔta
do
moD
do
moD
d
53,133,15942
2212
'21 )
4,67316,7942
212
'1 )
%9,510014,32
4,1011002
2T
2''
' )
max
m
m
m
mmm
/2/2Δ
/2Δ/2Δ/2Δ
Za one koji žele da nauče više
8408. januar 2015. Izvori jednosmernog napajanja
Rešenje 12.2:
Za usmerač sa kapacitivnim filtrom iz prethodnog primera odrediti:a) ugao provođenja diode i iskazati ga u % u odnosu na periodu ulaznog
signala (50Hz);b) srednju struju kroz diodu;c) maksimalnu struju kroz diodu;d) maksimalni inverzni napon na diodi;e) predložiti tip diode koji se može primeniti za ovu namenu
4. Filtriranje usmerenog napona
mWmAVIVPe
VVVVVVVVVVd
Ddd
dmdmmdm
d
7,5384,6738,0 )
122,112
222
)(2- ) max
Videti: pod Silicon Rectifier Diodes nahttp://www.fagorelectronica.com/semi/pdf/producto/1n4000.pdf1N4001 zadovoljava jer je Peak recurrent reverse voltage (V) VRRM=30V > 12VForward current at Tamb = 75°C IF(AV)= 1A > 0,673ARecurrent peak forward current IFRM =10A > 1,53A
Za one koji žele da nauče više
8508. januar 2015. Izvori jednosmernog napajanja
1N5231B Rp
Domaći 13.1:
4.1.1 Stabilizatori - regulatori napona sa Zener diodom
Odrediti R i C u stabilizatoru sa slike tako da jednosmerni napon na potrošaču Rpmin=200 bude 5V, a VCmax=0.5V. Upotrebiti zener diodu 1N5231B iz Tabele 1. Usvojiti da je efektivna vrednost napona na izlazu transformatora 2x12V i da je na diodama 1N4148 pad napona VD=0,7V kada vode.
8615. januar 2015. Izvori jednosmernog napajanja
1N5231B Rp
Rešenje 13.1:
28027639
77,102514
55,0)7,0122(
)(
252005
14620min
688,517
1,01,051,5
maxminmaxmin
min
minmax
0
0
0
00
mAV
mAmAR
IIVVVV
IIVVR
mAVRVI
mAIII
mAVrVI
VVVVmAIr
mAIVV
pZ
osDm
pZ
osC
p
osp
ZZZ
Z
ZZ
osZZ
Zz
ZZ
mFmFC
VRfVVC
fCRVVV
Dm
DmC
2,118,11380
27,165,0276502
7,0122
2
2
:eusmeravanj Dvostrano
max
Odrediti R i C u stabilizatoru sa slike tako da jednosmerni napon na potrošaču Rpmin= 200 bude 5V, a VCmax=0.5V. Upotrebiti zener diodu 1N5231B iz Tabele 1. Usvojiti da je efektivna vrednost napona na izlazu transformatora 2x12V i da je na diodama 1N4148 pad napona VD=0,7V kada vode.
8715. januar 2015. Izvori jednosmernog napajanja
Rešenje 13.2:
Za kolo rednog stabilizatora prikazanog na slici odrediti:a) Izlazni napon VOSb) Faktor stabilizacijec) Izlaznu otpornost RizPoznato je: R =200Ω; RP = 50Ω; VO = 10V. Parametri diode su: VZ = 6,8V ; rZ = 10Ω.
Parametri tranzistora su: VBE = 0,7V; h11E = 1kΩ; h12E = 0 ; h21E = β = 100 ; h22E = 0..
Videti: Zadatak 6.1 u „Računske vežbe II deo“ na http://leda.elfak.ni.ac.rs/?page=education/elektronika/elektronika.htm
Domaći 13.2:
8815. januar 2015. Izvori jednosmernog napajanja
Rešenje 13.3:
Za kolo rednog stabilizatora prikazanog na slici odrediti:a) Izlazni napon VOSb) Faktor stabilizacijec) Izlaznu otpornost RizPoznato je: R1 = R2 = 4kΩ; RP = 2Ω; R = 10kΩ , VO = 40V. Parametri diode su: VZ = 10V ;
rZ = 0Ω. Parametri tranzistora su: VBE = 0,7V; h11E = 1kΩ; h12E = 0 ; h12E = β = 100 ; h22E = 0..
Videti: Zadatak 6.2 u „Računske vežbe II deo“ na http://leda.elfak.ni.ac.rs/?page=education/elektronika/elektronika.htm
VosVo
VZ, rZ
Domaći 13.3:
Za one koji žele da nauče više