แผนบริหารการสอนประจําบทที่ 4...

Home บทท 4

65

แผนบรหารการสอนประจาบทท 4 การทดลองวงจรขยายดวยทรานซสเตอรแบบไบโพล#า

หวขอเนอหา

1. วงจรขยายทรานซสเตอรแบบไบโพล า (BJT Amplifier circuit) 2. การหาอตราขยายแรงดน และกระแส 3. การหาค าความต8านทานอนพต (Rin) และเอาตพต (Rout) ทางไฟฟ;ากระแสสลบ 4. ทรานซสเตอรทางานลกษณะสวตช (Transistor operating in switch) 5. การทดลองวงจรขยายด8วยทรานซสเตอรไบโพล า

วตถประสงคเชงพฤตกรรม

1. เพอทดลองวงจรขยายด8วยทรานซสเตอร 2. เพอทดลองวงจรสวตชอเลกทรอนกสด8วยทรานซสเตอร

วธสอนและกจกรรมการเรยนการสอน

1. วธสอน 1.1 วธสอนแบบบรรยาย 1.2 วธสอนแบบอภปราย 1.3 วธสอนแบบปฏบตการ 1.4 วธสอนแบบเน8นการเรยนร8ด8วยตนเอง

2. กจกรรมการเรยนการสอน 2.1 อธบายทฤษฎทเกยวข8องกบวงจรขยายด8วยทรานซสเตอรแบบไบโพล า 2.2 อธบายขนตอนการทดลองทเกยวกบวงจรขยายด8วยทรานซสเตอรแบบไบโพล า 2.3 อธบายขนตอนการทดลองทเกยวกบวงจรสวตชด8วยทรานซสเตอรแบบไบโพล า 2.4 อธบายการบนทกผลการทดลอง และสรปผลการทดลอง 2.5 นกศกษาทาการทดลอง บนทกผลการทดลอง สรปผลการทดลอง และตอบคาถาม

ท8ายการทดลอง สอการเรยนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอนรายวชาปฏบตการอเลกทรอนกส 1 2. ใบประลอง 3. แบบฝYกหดท8ายบทเรยน

การวดผลและการประเมนผล 1. การเข8าเรยน 2. เอกสารปฏบตการ

66 แผนบรหารการสอนประจาบทท 4

3. สอบกลางภาค 4. สอบปลายภาค

บทท 4 67

บทท 4 การทดลองวงจรขยายดวยทรานซสเตอรแบบไบโพล#า

4.1 วงจรขยายดวยทรานซสเตอรแบบไบโพล#า (BJT Amplifier circuit) (มนตร ศรปรชญานนท)

รปท 4.1 (ก) แสดงวงจรขยายอมเตอรร วมทเทยบเคยงการไบอสแรงดนดซ และมสญญาณอนพต รปท 4.1 (ข) แสดงกราฟคณลกษณะทางดซย านการทางานของทรานซสเตอร ทรานซสเตอรแบบไบโพล ามย านการทางาน 3 ย าน คอ ย านไม ทางาน (Cutoff) ย านอมตว (Saturation) และย านไวงาน (Active) การไบอสทรานซสเตอรให8ทางานเป_นวงจรขยาย จะต8องไบอสทรานซสเตอรให8ทางานในย านแอกทฟ การประยกตใช8งานทรานซสเตอรเป_นสวตชจะทาการไบอสให8ทรานซสเตอรทางานในย านอมตว รปท 4.1 (ค) แสดงกราฟคณลกษณะทางดซทถกแสดงให8เหนถงการไบอสในย านแอกทฟเพอให8ทรานซสเตอรทาการขยายสญญาณ หากไบอสให8ทรานซสเตอรทางานในค าทเหมาะสม สญญาณทถกขยายจะไม มการผดเพยน

t (ก) (ข) (ค)

รปท 4.1 (ก) วงจรขยายซอสร วม (ข) กราฟคณลกษณะทางดซ และ (ค) กราฟคณลกษณะทางดซแสดงจดทางานทเหมาะสม

วงจรขยายด8วยทรานซสเตอรจะต8องมการจดไบอสทเหมาะสม เพอเลอกจดทางานทเหมาะ

(Quiescent operation point; Q-point) เพอนาวงจรไปขยายสญญาณขนาดเลกตามทได8ออกแบบไว8 ดงได8กล าวมาแล8วในการทดลองท 3 วงจรขยายทใช8 BJT สามารถต อวงจรได8 3 แบบ คอ

ก. วงจรขยายอมเตอรร วม (Common emitter amplifier) ข. วงจรขยายคอลเลกเตอรร วม (Common collector) ค. วงจรขยายเบสร วม (Common base)


4.2 วงจรขยายอมเตอรร#วม (Common emitter circuit)

รปท 4.2 แสดงวงจรขยายอมเตอรร วม วงจรจะต อขาอมเตอรร วมกบกราวด สญญาณอนพตเข8าทขาเบส และเอาตพตออกทขาคอลเลกเตอร อตราขยายแรงดนของวงจรคานวณได8จากสมการ

(ก) (ข)

RC

VCC

Q1

R1

R2 RE

vin

C1

C3

C2 vout

(ค)

รปท 4.2 วงจรขยายอมเตอรร วม (ก) วงจรไบอสคงท (ข) วงจรไบอสแบบแบ งแรงดน และ (ค) วงจรไบอสแบบแบ งแรงดนแบบม RE

( )outv m o C

in

vA g r R

v= = − (4.1)

สมมตให8 ro =∝ อตราขยายแรงดนมค าเท ากบ v m CA g R≅ − (4.2)

บทท 4 69

ค าทรานสคอนดกแตนซ gm มค าเท ากบ

Cm

T

Ig

V= (4.3)

โดยท VT = 25 – 26 mV ค าความต8านทานเสมอนทขาเบส rπ มค าเท ากบ

m

rg

πβ

= (4.4)

ค าความต8านทานทางอนพตหาได8จากสมการ Rin = rπ // R1 // R2 (4.5) ค าความต8านทานทางเอาตพตหาได8จากสมการ Rout = RC (4.6) ตวอย#างท 4.1 รปท 4.3 แสดงวงจรขยายอมเตอรร วม กาหนดให8ทรานซสเตอรชนด NPN ม β = 100,

VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∝ ทาการหาค า Av Rin และ Rout

รปท 4.3 วงจรขยายอมเตอรร วม

วธทา ทาการหากระแส IB ด8วยวธการเทวนน แรงดนเทวนน VTh เท ากบ

2

1 2Th CC

RV V

R R=

+ (4.7)


20

12100 20

kV

k k= ×

+

Ω

Ω Ω (4.8)

= 2 V

และค าความต8านทานขาออกของวงจรเทยบเทยงเทวนน RThev เท ากบ

1 2

1 2Th

R RR

R R=

+ (4.9)

100 20

100 20Thk k

Rk k

×=

+

Ω Ω

Ω Ω (4.10)

= 16.67 kΩ

สมมตให8ทรานซสเตอรแบบไบโพล าทางานในย าน Active forward กระแส IB มค าเท ากบ

Th BEB

Th

V VI

R

−= (4.11)

2 0.7

16.67

V V

k

−=

Ω (4.12)

= 78 µA

และกระแสคอลเลกเตอร IC มค าเท ากบ

IC = βIB (4.13)

= 100 x 78 µA (4.14) = 7.8 mA

แรงดนระหว างคอลเลกเตอรกบอมตเตอร VCE ของจดทางานสงบซงมค าเท ากบ

VCE = VCC - ICRC (4.15)

บทท 4 71

= 12 V – (7.8 mA x 1 kΩ) (4.16) = 4.2 V ค าทรานสคอนดกแตนซ gm มค าเท ากบ

Cm

T

Ig

V= (4.17)

7.8

312 /25

mAmA V

mV= = (4.18)

อตราขยายแรงดนมค าเท ากบ

v m CA g R= − (4.19) = – 312 mA/V x 1 kΩ (4.20) = 312 ค าความต8านทานเสมอนทขาเบส rπ มค าเท ากบ

m

rg

πβ

= (4.21)

100

320.5312 /mA V

= = Ω (4.20)

ค าความต8านทานอนพตหาได8จากสมการ Rin = rπ // R1 // R2 (4.22) = 320.5Ω // 100 kΩ // 20 kΩ (4.23) = 314.45 Ω


ค าความต8านทานเอาตพตหาได8จากสมการ Rout = RC (4.24) = 1 kΩ ตวอย#างท 4.2 กาหนดให8ทรานซสเตอรในวงจรขยายอมเตอรร วมในรปท 4.4 ม β = 100 VBE(on) = 0.7

V และ VA = ∞ ทาการหาค า Av Rin และ Rout

RC

Q1

R1

R2 RE

vin

C1

C3

C2

vout500 k

500 k 500

3 k

VCC = 5V


วธทา แรงดนเทวนน VTh = 2.5 V และค าความต8านทาเทวนน RTH = 250 kΩ สมมตให8ทรานซสเตอรแบบไบโพล าทางานในย าน Active forward กระแส IB มค าเท ากบ

Th BEB

Th E

V VI

R Rβ

−≅

+ (4.25)

( )

2.5 0.7

250 100 500

V V

k

−=

+ ×Ω Ω (4.26)

= 11.9 µA

และกระแสคอลเลกเตอร IC มค าเท ากบ

IC = βIB (4.27)

= 100 x 11.9 µA (4.28)

บทท 4 73

= 1.2 mA แรงดนระหว างคอลเลกเตอรกบอมตเตอร VCE ของจดทางานสงบซงมค าเท ากบ

VCE = VCC - ICRC (4.29) = 5 V – (1.2 mA x 3 kΩ) (4.30) = 1.4 V ค าทรานสคอนดกแตนซ gm มค าเท ากบ

Cm

T

Ig

V= (4.31)

1.2

48 /25

mAmA V

mV= = (4.32)

อตราขยายแรงดนมค าเท ากบ

v m CA g R= − (4.33) = – 48 mA/V x 3 kΩ (4.34) = 144 ค าความต8านทานเสมอนทขาเบส rπ มค าเท ากบ

m

rg

πβ

= (4.35)

100

83,333.331.2 /mA V

= = Ω (4.36)

ค าความต8านทานทางอนพตหาได8จากสมการ Rin = rπ // R1 // R2 (4.37)


= 83333.33Ω // 500 kΩ // 500 kΩ (4.38) = 62.5 kΩ ค าความต8านทานเอาตพตหาได8จากสมการ Rout = RC (4.39) = 3 kΩ 4.3 วงจรขยายคอลเลกเตอรร#วม (Common collector)

รปท 4.5 แสดงวงจรขยายคอลเลกเตอรร วม วงจรจะต อขาคอลเลกเตอรร วมกบกราวด สญญาณอนพตเข8าทขาเบส และสญญาณเอาตพตออกทขาอมเตอร การทางานของวงจรสามารถอธบายได8ดงน เมอสญญาณอนพตเข8าทเบส ทรานซสเตอรจะทาการรกษาระดบแรงดน VBE ให8คงท ดงนน สญญาณเอาตพตมค าเท ากบสญญาณอนพต อตราขยายแรงดนของวงจรมค าเท ากบ

Ev

e E

RA

r R≅

+ (4.40)

เนองจาก re มค าน8อยมาก อตราขยายของวงจรคอลเลกเตอรร วมมค าประมาณหนง AV ≅ 1 ค าความต8านทานอนพตหาได8จากสมการ Rin = Rib // RTH (4.41)

RL

VCC

Q1

R1

vin

C1

IS

C2

R2

รปท 4.5 วงจรขยายคอลเลกเตอรร วม

บทท 4 75

เมอ Rib คอค าความต8านทานเสมอนทขาเบสมค าเท ากบ Rib = Rib // RTH (4.42) ค าความต8านทานเอาตพตหาได8จากสมการ Rout = 1/gm (4.43) ตวอย#างท 4.3 รปท 4.6 แสดงวงจรขยายคอลเลกเตอรร วม กาหนดให8ทรานซสเตอรชนด NPN ม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∞ จงหาค า Av Rin และ Rout

Q1

R1

R2 RE

vin C1

C2

vout

9.1 k

18 k 3.3 k

VCC = 12 V


วธทา แรงดนเทวนน VTh = 8 V และค าความต8านทาเทวนน RTH = 6 kΩ สมมตให8ทรานซสเตอรแบบไบโพล าทางานในย าน Active forward กระแส IB มค าเท ากบ

Th BEB

Th E

V VI

R Rβ

−≅

+ (4.44)

เมอแทนค าในสมการกระแส IB มค าเท ากบ

( )

8 0.7

6 100 3.3

V V

k k

−=

+ ×Ω Ω (4.45)

= 21.72 µA

กระแส IC มค าเท ากบ

IC = βIB


= 100 x 21.72 µA = 2.17 mA (4.47) ค าทรานสคอนดกแตนซ gm มค าเท ากบ

Cm

T

Ig

V= (4.48)

2.17

86.8 /25

mAmA V

mV= = (4.49)

ค า rπ มค าเท ากบ

m

rg

πβ

= (4.50)

100

1,15286.8 /mA V

= = Ω (4.51)

อตราขยายของวงจรคอลเลกเตอรร วมมค าเท ากบ AV ≅ 1 (4.52) ค าความต8านทานเสมอนทขาเบสมค าเท ากบ Rib = βRE (4.53) = 100 x 3.3 kΩ (4.54) = 330 kΩ ค าความต8านทานอนพตหาได8จากสมการ Rin = Rib // RTH (4.55) = 330 kΩ // 6 kΩ (4.56) = 6 kΩ

บทท 4 77

ค าความต8านทานเอาตพตหาได8จากสมการ Rout = 1/gm (4.57) = 1/86.8 mA/V (4.58) = 11.52 Ω ตวอย#างท 4.4 รปท 4.7 แสดงวงจรขยายคอลเลกเตอรร วม กาหนดให8ทรานซสเตอรชนด NPN ม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∞ ทาการหาค า Av Rin และ Rout

Q1

RB

RE

vin C1

C2

vout

220 k

3.3 k

VCC = 12 V


วธทา เราเขยนสมการกระแส IB ได8ว า

CC BEB

B E

V VI

R Rβ

−=

+ (4.59)

เมอแทนค าในสมการกระแส IB มค าเท ากบ

( )

12 0.7

220 100 3.3BV V

Ik k

−=

+ ×Ω Ω (4.60)

= 20.54 µA

กระแส IC มค าเท ากบ

IC = βIB (4.61)


= 100 x 20.54 µA = 2 mA (4.62) ค าทรานสคอนดกแตนซ gm มค าเท ากบ

Cm

T

Ig

V= (4.63)

2

80 /25

mAmA V

mV= = (4.64)

อตราขยายของวงจรคอลเลกเตอรร วมมค าเท ากบ AV ≅ 1 (4.65) ค าความต8านทานเสมอนทขาเบสมค าเท ากบ Rib = βRE (4.66) = 100 x 3.3 kΩ (4.67) = 330 kΩ ค าความต8านทานอนพตหาได8จากสมการ Rin = Rib // RB (4.68) = 330 kΩ // 220 kΩ (4.69) = 132 kΩ ค าความต8านทานเอาตพตหาได8จากสมการ Rout = 1/gm (4.70) = 1/80 mA/V (4.71) = 12.5 Ω

บทท 4 79

4.4 วงจรขยายเบสร#วม (Common base amplifier)

รปท 4.8 แสดงวงจรขยายเบสร วม วงจรจะต อขาเบสร วมกบกราวนด สญญาณอนพตเข8าทขา อมเตอร และสญญาณเอาตพตออกทขาคอลเลกเตอร เมอวเคราะหวงจรขยายเบสร วมด8วยวธใช8วงจรเทยบเคยงสญญาณขนาดเลก อตราขยายแรงดนของวงจรมค าเท ากบ

รปท 4.8 วงจรขยายเบสร วม

outv m C

in

vA g R

v= ≅ (4.72)

อตราขยายกระแสของวงจรคานวณได8จากสมการ

Ai = -α = -1 (4.73)

ค าความต8านทานอนพตหาได8จากสมการ

Rin = 1/gm (4.74)

ค าความต8านทานเอาตพตหาได8จากสมการ

Rout = RC (4.75) ตวอย#างท 4.5 รปท 4.9 แสดงวงจรขยายเบสร วม กาหนดให8ทรานซสเตอรชนด NPN ม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∝ ทาการหาค า Av Rin และ Rout วธทา เนองจากวงจรถกไบอสทางดซเหมอนกบวงจรในรปท 4.4 ดงนน ค า gm = 48 mA/V อตราขยายแรงดนของวงจรมค าเท ากบ



outv m C

in

vA g R

v= ≅ (4.76)

= 48 mA/V x 3 kΩ (4.77) = 144 ค าความต8านทานอนพตหาได8จากสมการ

Rin = 1/gm (4.78)

= 1/48 mA/V (4.79) = 20.83 Ω


Rout = RC (4.80) = 3 kΩ

บทท 4 81

ตวอย#างท 4.6 รปท 4.10 แสดงวงจรขยายเบสร วม กาหนดให8ทรานซสเตอรชนด PNP ม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∞ ทาการหาค า Av Rin และ Rout ในรปท 4.10 (ก)

RE

Q1

RC

voutC2

C1 vin

VEE = 5 V

1 k

500

VCC = -5 V

(ก) (ข) รปท 4.10 (ก) วงจรขยายเบสร วม และ (ข) การวเคราะหวงจรด8วยวธการ KVL

วธทา เพอให8การวเคราะหไม ซบซ8อน เราสามารถเขยนวงจรใหม ได8ดงรปท 4.10 (ข) สมการ KVL ลปท 1 เขยนได8ดงน

EE EBE

E

V VI

R

−= (4.81)

5 0.74.3

1EV V

I mAk

−= =

Ω (4.82)

เนองจากกระแส IE ≅ IC ค าทรานสคอนดกแตนซ gm มค าเท ากบ

Cm

T

Ig

V= (4.83)

4.3

172 /25

mAmA V

mV= = (4.84)

อตราขยายแรงดนของวงจรมค าเท ากบ

outv m C

in

vA g R

v= ≅ (4.85)


= 172 mA/V x 5 kΩ (4.86) = 860 ค าความต8านทานอนพตหาได8จากสมการ

Rin = 1/gm (4.87)

= 1/172 mA/V (4.88) = 5.81 Ω


Rout = RC (4.89) = 3 kΩ ตารางท 4.1 สรปคณสมบตทวไปของวงจรขยายร วมต าง ๆ

Configuration AV Ai Ri Ro Phase Common Emitter High Low Medium Medium 180 Emitter-Follower ≅ 1 High High Low 0 Common Base High -1 Low Medium 0

4.5 ทรานซสเตอรทางานลกษณะสวตช (Transistor operating in switch)

รปท 4.11 แสดงการต อใช8งานทรานซสเตอรลกษณะสวตช ซงทรานซสเตอรจะทางานในโหมดอมตว โดยจะควบคมแรงดนเอาตพตของ BJT ด8วยแรงดนทขาเบส รปท 4.12 แสดงสญญาณอนพตเทยบกบเอาตพตของวงจรในรปท 4.11 เมอป;อนสญญาณพลสเข8าทขาเบส (เส8นสแดง) แรงดนเอาตพตทขาคอลเลกเตอร (เส8นสเขยว) มลกษณะกลบเฟสกบสญญาณอนพต

บทท 4 83

RC

Q1

vOUT

VCC

LED

vIN

รปท 4.11 วงจรทใช8ทรานซสเตอรทางานลกษณะสวตช

Time

0s 0.5ms 1.0ms 1.5ms 2.0ms 2.5ms 3.0msV(R1:1) V(R2:1)

0V

2.0V

4.0V

6.0V

Amplitude

รปท 4.12 สญญาณเอาตพตเทยบกบอนพต

ตวอย#างท 4.9 การทางานของวงจรทาได8ต อไปน และวาดสญญาณเอาตพตขอวงจรในรปท 4.13 (ก) วธทา รปท 4.17(ข) แสดงสญญาณพลสอนพตและเอาตพตของวงจรในรปท 4.13v(ก) เมอป;อนสญญาณพลสเข8าทขาเบส (vin) แรงดนเอาตพตทขาคอลเลกเตอร มลกษณะกลบเฟสกบสญญาณอนพต หลอด LED จะสว างและดบตามสญญาณอนพต


RC

Q1

vOUT

VCC = 2.5 V

LED

vIN

1Hz2 Vp

1 k

(ก) (ข)

รปท 4.13 (ก) วงจรสวตชทรานซสเตอร และ (ข) สญญาณอนพต และเอาตพต

4.6 การทดลองวงจรขยายดวยทรานซสเตอรไบโพล#า

4.6.1 การทดลองวงจรขยายอมเตอรร#วม (มนตร ศรปรชญานนท)

4.6.1.1 ให8ต อวงจรตามรปท 4.14 กาหนดให8 C1 = C2 = 10 µF ทาการวดกระแส IC และแรงดน VCE

RC =…………………………….. IC =…………………………….. VCE =……………………………..


4.4.1.2 ป;อนสญญาณขนาด 1 mVp มความถเท ากบ 1 kHz และต อ RL = 1 kΩ ทาการ

วด และวาดภาพสญญาณอนพตเทยบกบเอาตพตลงในรปท 4.15 พร8อมทงระบขนาดต าง ๆ ให8ชดเจน

บทท 4 85

Vin =…………………………… Vout =…………………………. IL = ……………………………

รปท 4.15 ผลการทดลอง

4.6.1.3 ให8คานวณหาค าความต8านทานด8านอนพต (Rin) และเอาตพต (Rout) อตราการ

ขยายแรงดน (AV) อตราการขยายกระแส (Ai) และอตราการขยายกาลง (AP) เมอต อตวต8านทาน 1 kΩ ทเอาตพต

4.6.1.4 ให8ต อวงจรตามรปท 4.16 กาหนดให8 C1 = C2 = C3 = 10 µF ทาการวดกระแส IC และแรงดน VCE

IC =…………………………….. VCE =……………………………..


4.6.1.5 ป;อนสญญาณขนาด 1 mVp มความถเท ากบ 1 kHz และต อ RL = 1 kΩ ทาการ

วด และวาดภาพสญญาณอนพตเทยบกบเอาตพตลงในรปท 4.17 พร8อมทงระบขนาดต าง ๆ ให8ชดเจน


Vin =…………………………….. Vout =…………………………….. IL = ……………………………..




4.6.2 การทดลองวงจรขยายเบสร#วม (มนตร ศรปรชญานนท)

4.6.2.1 ให8ต อวงจรตามรปท 4.18 กาหนดให8 C1 = C2 = C3 = 10 µF ทาการวดกระแส IC และแรงดน VCE


IC =…………………………….. VCE =……………………………..

บทท 4 87

4.6.2.2 ป;อนสญญาณขนาด 1 mVp มความถเท ากบ 1 kHz และต อ RL = 1 kΩ ทาการวด และวาดภาพสญญาณอนพต และเอาตพตลงในรปท 4.19 พร8อมทงระบขนาดต าง ๆ ให8ชดเจน Vin =…………………………….. Vout =…………………………….. IL = ……………………………..




4.6.2.4 ให8เขยนตารางเพอเปรยบเทยบค าความต8านทานด8านอนพตและเอาตพต อตราการขยายแรงดน อตราการขยายกระแส และอตราการขยายกาลงของวงจรขยายทง 3 แบบ ทได8จากการทดลอง และคานวณ

4.6.3 การทดลองวงจรขยายคอลเลกเตอรร#วม (มนตร ศรปรชญานนท)

4.6.3.1 ให8ต อวงจรตามรปท 4.20 กาหนดให8 C1 = C2 = 10 µF และวดกระแส IC และแรงดน VCE

IC =…………………………….. VCE =……………………………..

4.6.3.2 ป;อนสญญาณขนาด 1 mVp มความถเท ากบ 1 kHz และต อ RL = 500 Ω ทาการวด และวาดภาพสญญาณอนพต และเอาตพตลงในรปท 4.21 พร8อมทงระบขนาดต าง ๆ ให8ชดเจน Vin =…………………………….. Vout =…………………………….. IL = ……………………………..




4.6.3.3 ให8คานวณหาค าความต8านทานทอนพต (Rin) และเอาตพต (Rout) อตราการขยาย

แรงดน (AV) อตราการขยายกระแส (Ai) และอตราการขยายกาลง (AP) เมอต อตวต8านทาน 100 Ω ทเอาตพต

4.6.4 การใชทรานซสเตอรทางานลกษณะสวตช

4.6.4.1 ต อวงจรตามรปท 4.22 คานวณหาค าแรงดน VCE(cutoff) VCE(sat) VRC(sat) และกระแส Isat และทาการทดลองวดหาค าแรงดน VCE(cutoff) VCE(sat) VRC(sat) และกระแส Isat เพอบนทกลงในตารางท 4.2

บทท 4 89

RC

Q1

vOUT

VCC =2.5V

LED

10 k

RBR2

100 k500 k

รปท 4.22 วงจรทใช8 BJT เป_นสวตช โดยใช8 R1 ปรบแรงดนอนพต

ตารางท 4.2 ผลการปรบ potentiometer

ตวแปร ค#าทคานวณ ค#าทวด VCE(cutoff) VCE(sat) VRC(sat)

Isat

4.6.4.2 ต อวงจรตามรปท 4.23 โดยป;อนสญญาณพลสแรงดน 2 VP ทความถ 1 Hz และ 10 Hz วาดสญญาณเอาตพตเทยบกบอนพตทความถ 1 Hz และ 10 Hz

RC

Q1

vOUT

VCC =2.5V

LED

vIN

1Hz2 Vp

1 k

รปท 4.23 วงจรทใช8ทรานซสเตอรทางานลกษณะสวตชโดยใช8สญญาณพลสเป_นแรงดนอนพต


4.6.5 สรป และวเคราะหผลการทดลอง

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4.7 บทสรป

วงจรขยายแบบอมเตอรร วมมอนพตทขาเบส และมเอาตพตทขาคอลเลกเตอร คณลกษณะทสาคญของวงจร คอวงจรจะขยายสญญาณลกษณะแบบกลบเฟส วงจรขยายแบบเบสร วมมอนพตทขา อมเตอร และมเอาตพตทขาคอลเลกเตอร วงจรจะขยายสญญาณลกษณะแบบไม กลบเฟส และวงจรขยายแบบคอลเลกเตอรร วมมอนพตทขาเบส และมเอาตพตทขาอมเตอร วงจรจะขยายสญญาณลกษณะแบบไม กลบเฟส และขนาดสญญาณเอาตพตมค าประมาณเท ากบขนาดของสญญาณอนพต คณลกษณะดงกล าวถกนาไปต อทดลองเพอพสจนการทางานของวงจรมความสอดคล8องกบทฤษฎหรอไม วงจรสวตชอเลกทรอนกสด8วยทรานซสเตอรแบบไบโพล ามความสาคญอย างมากในการนาไปใช8ขบรเลยหรอตดต อกระทจ ายให8กบแอลอด

คาถามหลงการทดลอง

1. ให8อธบายการทางานวงจรขยายแบบอมเตอรร วม 2. จากการทดลองวงจรขยายแบบอมเตอรร วม สญญาณเอาตพตกบอนพตเหมอนหรอแตกต าง

กนอย างไร เพราะเหตได 3. ให8อธบายการทางานวงจรขยายแบบคอลเลกเตอรร วม 4. จากการทดลองวงจรขยายแบบคอลเลกเตอรร วม สญญาณเอาตพตกบอนพตเหมอนหรอ

แตกต างกนอย างไร เพราะเหตได 5. ให8อธบายการทางานวงจรขยายแบบเบสร วม 6. จากการทดลองวงจรขยายแบบเบสร วม สญญาณเอาตพตกบอนพตเหมอนหรอแตกต างกน

อย างไร เพราะเหตได 7. ให8อธบายการทางานของทรานซสเตอรทสงเกตได8จากการทดลอง 8. สญญาณพลสทขาเบสของทรานซสเตอรอย ในช วงใด LED จงสว าง เพราะเหตได?

แบบฝZกหดทายบท

1. รปท 4.24 (ก) แสดงวงจรขยายอมเตอรร วม กาหนดให8ทรานซสเตอรชนด PNP ม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∞ จงหาค า Av Rin และ Rout

บทท 4 91

2. กาหนดให8รปท 4.24 (ข) วงจรขยายอมเตอรร วมม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∞ จงหาอตราขยาย Av ค าความต8านทานอนพต Rin และเอาตพต Rout

(ก) (ข)

รปท 4.24 วงจรขยายอมเตอรร วม (ก) ทรานซสเตอรชนด NPN และ (ข) ทรานซสเตอรชนด PNP

3. รปท 4.25 (ก) แสดงวงจรขยายคอลเลกเตอรร วม กาหนดให8ทรานซสเตอรชนด NPN ม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∞ จงหาค า Av Rin และ Rout

4. รปท 4.25 (ข) แสดงวงจรขยายคอลเลกเตอรร วม กาหนดให8ทรานซสเตอรชนด PNP ม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∞ จงหาค า Av Rin และ Rout

5. รปท 4.26 (ก) แสดงวงจรขยายเบสร วม กาหนดให8ทรานซสเตอรชนด PNP ม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∞ จงหาค า Av Rin และ Rout

6. กาหนดให8รปท 4.26 (ข) วงจรขยายเบสร วมม β = 100 VBE(on) = 0.7 V และ VA = ∞ จงหาอตราขยาย Av ค าความต8านทานอนพต Rin และเอาตพต Rout

7. ให8วาดสญญาณเอาตพตขอวงจรในรปท 4.27

Q1

R1

R2 RE

vin

C1

C2

vout

500 k

500 k 10 k

VCC = 5V

รปท 4.25 วงจรขยายคอลเลกเตอรร วม (ก) ทรานซสเตอร NPN และ (ข) ทรานซสเตอร PNP


RC

Q1

RE

vinC1

C2 vout

VCC = 5 V

500

1 k

VEE = -5 V (ก) (ข)


Q1

RC

vout

VEE = 5 V

10 k

vIN

1Hz2 Vp

LED

รปท 4.27 วงจรสวตชทใช8แอลอดแสดงผล

แผนบริหารการสอนประจําบทที่ 4...

Documents