Elektronika – četvrta nedelja

ZADATAK 1:

Za kolo pojačavača sa slike proračunati vrednosti otpornika RB i RS kako bi tranzistor imao mirnu radnu tačku određenu sa VCE=5 V i IC=3 mA

Podaci:

β = 100; VBE=0,6 V; IDSS=5 mA; VP= -3,5 V; VCC=15 V; RC=1 kΩ

Rešenje:

Kroz kolo protiču struje označene na slici:

Kako je otpornik RB vezan između baze i kolektora njegovu vrednost možemo izračunati preko količnika napona VCB i bazne struje IB.

Kako je , sledi:

Napon VCB možemo izračunati kao:

Struju emitera dalje možemo izračunati kao

Kako je emiterska struja tranzistora ujedno i struja koja ulazi u drain FET-a važi da je

Elektronika – četvrta nedelja

Znajući struju draina ID, sada je moguće dobiti napon VGS preko strujno naponske karakteristike FET-a

Zamenom prethodno izračunatih brojnih vrednosti dobija se izraz:

Daljim sređivanjem izraza dobija se kvadratna jednačina:

Rešavanjem kvadratne jednačine dolazimo do dva rešenja za nepoznati napon VGS

VGS1 = -6.227 V VGS2 = -0.779 V

Kako je prvo rešenje VGS1 = -6.227 V VP = -3.5 V ono ne može biti uzeto u obzir jer bi u tom slučaju FET bio zakočen.

Sada, znajući da je VGS = -0.779 V možemo lako izračunati vrednost otpornika RS

Elektronika – četvrta nedelja

ZADATAK 2:

Za zadato kolo sa FET-om potrebno je izračunati vrednosti otpornika R1 i R2 kako bi napon na izlazu bio VIZ= 10 V

Podaci:

IDSS=1 mAVP= -1 VVDS= 7,7 VVDD= 20 VRD=20 kΩ

Rešenje:

Znajući vrednost napona napajanja, kao i željenu izlaznu vrednost napona, možemo dobiti par napona na otporniku RD. Kako kroz pomenuti otpornik teče struja ID ona može biti izračunata kao:

Znajući struju draina ID, sada je moguće dobiti napon VGS preko strujno naponske karakteristike FET-a

Zamenom prethodno izračunatih brojnih vrednosti dobija se izraz:

Daljim sređivanjem izraza dobija se kvadratna jednačina:

Rešavanjem kvadratne jednačine dolazimo do dva rešenja za nepoznati napon VGS

Elektronika – četvrta nedelja

VGS1 = -0.292 V VGS2 = -1.707 V

Kako je drugo rešenje VGS2 = -1.707 V VP = -1 V ono ne može biti uzeto u obzir jer bi u tom slučaju FET bio zakočen.

Sada, znajući da je VGS = -0.292 V možemo lako izračunati vrednost otpornika R1 pošto su njegovi krajevi vezani između gejta i sorsa.

Vrednost otpornika R2 sada možemo izračunati preko pada napona na pomenutom otporniku.

Kako je , sledi da je:

Zamenom brojnih vrednosti dobijamo:

Elektronika – četvrta nedelja

ZADATAK 3:

Za električno kolo sa slike napajano preko naponskog razdelnika upotrebljeni su sledeći otpornici - R1=10 MΩ i R2=4.7 MΩ. Ako je napon praga ovog tranzistora VT = 5V proveriti da li je ovakvim izborom otpornika obezbeđen rad ovog tranzistora u zasićenju. Kolo se napaja naponom od 10V.

Rešenje:

Kako je po definiciji IG=0, možemo zaključiti da kroz otpornike R1 i R2 prolazi ista struja.

Znajući napon napajanja i vrednosti otpornika R1 i R2 možemo izračunati struju I1 koja prolazi kroz njih.

Kako je otpornik R2 vezan između gejta i sorsa, dolazimo do zaključka da je

Zamenom brojnih vrednosti dobijamo da je Kako je dobijeni napon VGS=3.197 manji od praga VT = 5V dolazimo do zaključka da je FET zakočen.

Elektronika – četvrta nedelja

ZADATAK 4:

Za kolo sa slike potrebno je odrediti vrednosti ID i VDS u jednosmernom režimu rada.

Poznato je:

RG= 4,7 MΩRS= 150ΩRD= 2 kΩRP= 8.2 kΩVDD= 20 VVGS= -0.8 V

Rešenje:

Kako se u jednosmernom režimu rada kondenzatori ponašaju kao otvorena veza , ekvivalentno kolo postaje sledeće.

Kako je po definiciji IG=0, važi da je

Zamenom brojnih vrednosti dobijamo da je

Sada, znajući struju ID , napon VDS možemo dobiti kao: