Timisoara.pdf

172

Click here to load reader

Transcript of Timisoara.pdf

  • Ctlin-Daniel Cleanu

    DISPOZITIVE I CIRCUITE ELECTRONICE

    - Experimente i Simulare -

    EDITURA POLITEHNICA

    V-

    R1

    2K

    R2

    470

    VA+

    -5V

    Vg

    FREQ = 1KHz VAMPL = 1V VOFF = 0

    U2

    LM741

    3

    2

    7

    4

    6

    1

    5+

    -

    V+

    V-

    OUT

    V-

    Ar

    Q2BD136/PLP

    V-

    RL 100

    V+

    C1

    10F

    Q1

    BD135/PLPVA-

    5V V+Al

    Rg

    600

    V+

    Ag

    v1 v2v3

  • Colecia "ELECTRONIC"

    DISPOZITIVE I CIRCUITE ELECTRONICE - Experimente i Simulare -

  • Referent tiinific: Prof.dr.ing. Mircea Ciugudean

    Descrierea CIP a Bibliotecii Naionale CLEANU, CTLIN-DANIEL Dispozitive i Circuite Electronice, Experimente i Simulare / ef lucr.dr.ing. Ctlin-Daniel Cleanu - Timioara : Editura Politehnica, 2003 200 p. : 24 cm - (Electronic aplicat) Bibliogr. ISBN xxx

  • ef lucrri dr.ing. Ctlin-Daniel Cleanu

    DISPOZITIVE I CIRCUITE ELECTRONICE - Experimente i Simulare -

    Colecia "ELECTRONIC"

    EDITURA POLITEHNICA TIMIOARA - 2003

  • Copyright Editura Politehnica, 2003 Consilier editorial: Prof.dr.ing. Sabin IONEL Tehnoredactare computerizat: Ctlin-Daniel CLEANU

  • Prefa

    Cartea i propune s ofere n primul rnd studenilor Facultii de Electronic i Telecomunicaii din cadrul Universitii POLITEHNICA din Timioara un ghid practic n aprofundarea noiunilor legate de studiul Dispozitivelor i Circuitelor Electronice. Ea este util ns i studenilor celorlalte faculti cu profil electric (Automatizri i Calculatoare, Electrotehnic etc.) ce studiaz aceast disciplin, prin coninutul detaliat i bogat n informaii. n sfrit, ea se adreseaz tuturor celor preocupai de aplicarea principiilor teoretice ale circuitelor electronice n practic.

    Fiecare experiment conine: - un breviar teoretic necesar unei bune nelegeri ale fenomenelor abordate; - descrierea prii practice (scheme electronice folosite, modaliti de msurare

    a mrimilor electrice, completare a tabelelor etc.); - parte de simulare PSPICE a circuitelor electronice. Cele trei mijloace (teoretic, experimental, simulare) sunt folosite ntr-o manier

    complementar, fiecare evideniind mai bine anumite aspecte ale temei considerate. Uneori ns ele sunt folosite simultan, pentru a verifica validitatea rezultatelor i pentru a explica motivele unor eventuale diferene.

    Anexele cuprind programe MATLAB pentru calculul unor circuitelor prezentate n lucrare i alte informaii utile, spre exemplu codul culorilor sau valorile standard pentru rezistori. Lucrarea este elaborat pe baza experienei ndelungate proprii colectivului disciplinei Dispozitive i Circuite Electronice. n acest sens autorul mulumete colegilor Sorin Popescu, tefan Gal, Titu Boto, Cristian Gurka i Valentin Maranescu pentru contribuiile avute n dezvoltarea aplicaiilor coninute n aceast lucrare, Prof.dr.ing. Virgil Tiponu, ef lucr.ing. Aurel Filip, consilierului editorial Prof.dr.ing. Sabin Ionel pentru ndrumarea i observaiile deosebit de utile n conceperea structurii i coninutului materialului, referentului tiinific - Prof.dr.ing. Mircea Ciugudean - pentru sfaturile, sugestiile i criticismul constructiv care au nsoit elaborarea versiunii finale a lucrrii.

    Autorul

  • Cuprins 1. Aplicaie introductiv..pag. 7 2. Caracteristicile statice i parametri diodelor semiconductoare.pag. 15 3. Circuite cu diode i modelarea lor.pag. 21 4. Mediul de simulare SPICEpag. 27 5. Circuite de redresare..pag. 35 6. Experimente cu alte tipuri de diode (de comutaie, electroluminiscente, fotodiode, varicap)....................................................................................pag. 43 7. Tranzistorul bipolar caracteristici statice...pag. 49 8. Tranzistorul bipolar circuite de polarizare.pag. 57 9. Tranzistorul cu efect de cmp caracteristici staticepag. 65 10. Tranzistorul cu efect de cmp circuite de polarizarepag. 71 11. Studiul modelului natural (Giacoletto) pentru tranzistoare bipolare...pag. 79 12. Amplificator de semnal mic cu tranzistor bipolar...pag. 85 13. Efectul capacitilor de cuplaj i de decuplare asupra caracteristicii de frecven a unui amplificator...pag. 93 14. Analiza de sensibilitate/caz cel mai nefavorabil i analiza Monte-Carlo..pag. 101 15. Amplificatoare de putere n contratimp cu tranzistoare complementare..pag. 113 16. Studiul efectului reaciei negative asupra semnalelor parazite i distorsiunilor..pag. 123 17. Studiul efectului reaciei negative asupra caracteristicii de frecven a amplificatorului......pag. 131 18. Analiza i experimentarea unui amplificator de semnal mic cu reacie negativ paralel-serie.........pag. 141 19. Compensarea unui amplificator cu reacie negativ.pag. 149 20. Studiul i experimentarea unui oscilator RC cu reea Wien. pag. 161 Anexa 1. Codul culorilor.pag. 169 Anexa 2. Valori normalizate...pag. 170 Bibliografie..pag. 171

  • Aplicaia nr. 1

    APLICAIE INTRODUCTIV

    1. SCOPUL APLICAIEI Scopul aplicaiei l constituie studiul funcionrii i utilizrii principalelor aparate folosite pe parcursul desfurrii experimentelor practice descrise n cadrul prezentului material. Se detaliaz aspecte legate de multimetrul digital, generatorul de semnal, sursa de tensiune continu i osciloscop.

    2. MULTIMETRUL DIGITAL Este un aparat destinat msurrii mai multor mrimi electrice, n principal

    tensiune i curent (CA sau CC), rezisten. Prin urmare acest aparat poate fi folosit, n principal, ca voltmetru, ampermetru respectiv ohmmetru. Unele multimetre dispun i de posibilitatea msurrii capacitii (capacimetru), inductivitii (L-metru) frecvenei (frecvenmetru), factorului (-metru) pentru tranzistoare sau se pot folosi la testarea continuitii unui circuit.

    n fig. 1 este prezentat un multimetru digital al firmei Hameg, HM 8011-3. Pentru efectuarea unei msurtori se vor selecta corespunztor:

    - mrimea electric (tensiune, curent, rezisten etc.) din butoanele (2), (4) sau (6) i tipul acesteia (curent continuu sau alternativ) din butonul (8); - domeniul de msur - comutatorul (10) - indic valoarea maxim care poate fi citit n cadrul acelei game. - bornele ntre care se conecteaz cablurile de msur

    Fig.1. Multimetru digital HM 8011-3.

  • 8 Aplicaia nr. 1 Observaii:

    Asigurai-v c domeniul selectat i bornele aparatului la care sunt legate cablurile de msur sunt corespunztoare tipului de msurtoare ce se dorete a fi efectuat.

    Nu folosii multimetrul dac el sau cablurile de msur prezint fisuri. Nu msurai rezistena ntr-un circuit sub tensiune. Nu atingei terminalele metalice ale cablurilor de msur n momentul

    efecturii msurtorii. Se vor manipula cu atenie sporit circuitele n care tensiunea depete 60V

    (CC) sau 30V (CA) deoarece exist pericol de electrocutare

    3. GENERATORUL DE SEMNAL Este un aparat destinat generrii unui semnal periodic, de amplitudine, offset, frecvent i form modificabile. n fig. 2 este prezentat generatorul de semnal HM-8030-5, produs al firmei Hameg. Este capabil s genereze semnale de form sinusoidal, dreptunghiular i triunghiular cu frecvena cuprins ntre 0,05Hz i 50MHz i amplitudine 10Vvv pe o sarcin de 50 sau 20Vvv n gol. Reglajul frecvenei se face brut, n decade, sau fin. Are i posibilitatea de vobulare intern sau extern, adic este capabil s genereze un semnal de frecven variabil, peste maxim dou decade, ntr-un interval de timp cuprins ntre 20ms i 15s. Semnalul de la ieire poate fi atenuat prin dou atenuatoare separate de 20dB fiecare. n fig. 3 sunt prezentate tipurile de semnale ce pot fi generate cu un astfel de aparat.

    Fig. 2. Generatorul de semnal HM 8030-5.

  • Aplicaie introductiv 9

    Fig. 3. Exemple de semnale periodice care pot fi generate cu un generator de semnal.

    4. SURSA DE TENSIUNE CONTINU Este destinat alimentrii cu tensiune continu, stabilizat, a montajelor

    electronice. Referirile se vor face vizavi de modelul HM8040-2 produs de firma Hameg (fig. 4). n principal acesta prezint dou surse independente, cu tensiunea reglabil n mod continuu ntre 0 i 20V i o a treia surs de 5V, ajustabil cu 0,5V, folositoare n lucrul cu circuite TTL. De menionat i posibilitatea ajustrii curentului surselor, n gama 10mA-500mA.

    Aparatul poate fi utilizat ca o surs de tensiune reglabil ntre 0 i 40V dac se leag borna + a canalului A cu borna - a canalului B.

  • 10 Aplicaia nr. 1

    Poate fi utilizat ca surs de tensiune diferenial 20V dac se leag dac se leag borna + a canalului A cu borna - a canalului B i mpreun la potenialul de referin (masa).

    Prin legarea n paralel a celor dou canale se poate dubla curentul furnizat.

    Fig. 4. Sursa de tensiune continu HM-8040-2.

    5. OSCILOSCOPUL Osciloscopul este un aparat destinat vizualizrii i aprecierii calitative i cantitative a fenomenelor cu o variaie periodic n timp sau staionare. Funcionarea sa este bazat pe utilizarea tubului catodic. Se folosete deflexia electrostatic pentru deplasarea pe vertical i orizontal a fascicolului de electroni generat de un tun electronic. Impactul fascicolului de electroni cu luminoforul (substana fotoemisiv) determin efectul vizual. Vizualizarea formei de variaie n timp a unor tensiuni cu osciloscopul presupune aplicarea plcilor X (de deflexie orizontal) a unei tensiuni liniar variabile avnd panta controlat prin coeficientul kt[sec/div] iar plcilor Y semnalul de vizualizat uy(t). Imaginea pe ecran va fi stabil dac frecvena de repetiie a dinilor de fierstru este multiplu/submultiplu ntreg fa de frecvena semnalului uy(t). Sincronizarea poate fi realizat i n regim declanat cnd baza de timp genereaz dini de fierstru numai corelat cu un semnal de sincronizare. Se va considera n continuare cazul osciloscopului analogic HM303-6 (fig. 5) produs de ctre firma Hameg. Acesta prezint dou canale identice, ce permit vizualizarea tensiunilor de pn la 35MHz aplicate la intrare, separat sau mpreun (alternat sau chopat), a sumei sau diferenei acestor semnale. a) Punerea n funciune a osciloscopului.

    nainte de alimentarea osciloscopului cu tensiune, se efectueaz astfel:

  • Aplicaie introductiv 11

    - toate butoanele se comut pe poziia n afar (out); - se rotesc butoanele de calibrare de la baza de timp (TIME/DIV) i atenuatoarele (VOLTS/DIV) canalelor (CHI i CH2) astfel nct sgeata s indice poziia calibrat, adic se rotesc n sensul acelor de ceasornic pn la limita din dreapta; - toi ceilali marcheri se seteaz pe poziia median, la mijloc; - selectorul TRIG. MODE se seteaz pe poziia AC; - butoanele GD (ground, potenial de referin, mas) de la CHI i CHII se apas pe poziia GD; - prin operaiunea de mai sus intrrile vor fi scurtcircuitate i dup pornirea osciloscopului (butonul POWER) se va putea ajusta corespunztor poziia trasei (butoanele Y-POS, X-POS), de asemenea intensitatea (INTENS) i focalizarea (FOCUS) spotului, dup care osciloscopul este pregtit pentru funcionare. b) Msurarea tensiunilor. Amplitudinea tensiunii (valoare vrf la vrf) se obine nmulind numrul de diviziuni pe axa Y (Ny) cu coeficientul de deflexie (D) al atenuatorului (VOLTS/DIV) canalului la care s-a aplicat tensiunea: U[Vvv] = Ny [div] x D [volt/div] (1) Dac atenuatorul x10 al sondei este folosit rezultatul obinut cu rel. (1) trebuie nmulit cu 10.

    Exemplu: Se vizualizeaz pe ecranul osciloscopului semnalul dreptunghiular din fig. 6. Atenuatorul canalului este pe poziia .2 volt/div. Amplitudinea semnalului va fi: U = 5 div x 0.2 volt/div = 1V. c) Msurarea timpului/frecvenei. n mod analog cu msurarea tensiunii, timpul/perioada/frecven unui semnal se determin nmulind numrul de diviziuni de pe axa X, Nx , cu coeficientul bazei de timp Tc: T [s] = 1/F = Nx [div] x Tc [s/div] (2) n care T reprezint timpul/perioada semnalului iar F [Hz] frecven sa. Exemplu: Presupunem coeficientul bazei de timp pe poziia 1ms. Rezult pentru semnalul din fig. 6 o perioad T = 5 div x 1 ms/div =5ms, adic o frecven F = 0.2 KHz.

  • 12 Aplicaia nr. 1

    Fig. 5. Osciloscop HM 303-6.

    Fig. 6. Semnal dreptunghiular vizualizat pe ecranul osciloscopului. d) Msurarea defazajului i a raportului de frecvene dintre dou semnale. Se regleaz osciloscopul s lucreze n sistem XY. Semnalul X este adus la canalul I, Y la canalul II. Pe ecran se vor obine diferite figuri (denumite figuri Lissajous) corespunztoare celor dou frecvene i a defazajului dintre ele (fig. 7).

  • Aplicaie introductiv 13

    Fig. 7. Figuri Lissajous pentru diverse rapoarte de frecven i defazaje.

    e) Testarea componentelor. HM 306 are inclus intern un tester electronic (butonul COMP. TESTER pe poziia on) cu ajutorul cruia se pot obine informaii asupra bunei funcionri a diverselor componente i dispozitive electronice: rezistor, condensator, bobin, diod i tranzistor. Principiul de test este foarte simplu: osciloscopul genereaz intern un semnal sinusoidal (50Hz, 7Vef) ce este aplicat printr-un rezistor componentei de testat. Semnalul sinusoidal este folosit pentru deflexia orizontal iar curentul prin component (i rezistor) pentru deflexia vertical. Pe ecranul osciloscopului vor aprea deci caracteristicile curent-tensiune ale componentelor testate.

    6. PARTEA EXPERIMENTAL 6.1 Se vor identifica elementele de reglaj i de comand ale sursei de tensiune

    continu i ale multimetrului. 6.2 Se conecteaz un canal al sursei de tensiune continu stabilizat la un

    rezistor decadic (poziia 1K) - valoarea sa fiind confirmat i prin msurtoare cu multimetrul (funcie ohmmetru).

    Diferena de faz

    0

    45

    180

    90

    135

    1:1

    1:2

    1:3

    Rap

    ort d

    e fr

    ecve

    n

  • 14 Aplicaia nr. 1

    6.3 Se urmrete prescrierea unei tensiuni de 1V la bornele rezistorului - valoarea sa fiind confirmat i prin msurtoare cu multimetrul (funcie voltmetru). Pentru msurarea unei tensiuni, voltmetrul se va conecta n paralel cu consumatorul a crei tensiune la borne se vrea determinat.

    6.4 Se determin pentru cazul anterior, valoarea curentului ce trece prin consumator prin intercalarea n serie cu acesta a multimetrului (funcie ampermetru).

    6.5 Se vor experimenta modurile de conexiune ale celor dou canale ale sursei de tensiune continu descrise n 4.

    6.6 Se vor identifica elementele de reglaj i de comand ale generatorului de semnal i osciloscopului.

    6.7 Se vor efectua msurtori de amplitudine i frecven pentru diverse semnale de amplitudine, offset, frecven i form diferite, generate cu ajutorul generatorului de semnal.

  • Aplicaia nr. 2

    CARACTERISTICILE STATICE I PARAMETRI DIODELOR SEMICONDUCTOARE

    1. SCOPUL APLICAIEI Se va ridica caracteristica static curent-tensiune pentru diverse tipuri de diode

    (redresoare, de comutaie rapid, Zener). Se msoar rezistena diferenial i tensiunea Zener, comparndu-se rezultatele obinute cu datele de catalog. Se urmresc aceleai probleme i prin simularea PSpice a circuitelor.

    2. CONSIDERAII TEORETICE

    2.1 ECUAIA DIODEI

    n fig. 1 se prezint caracteristica static curent-tensiune pentru o jonciune pn n care se disting urmtoarele trei zone:

    0,2 0,4 0,8 UD [V]

    ID [mA]

    5

    Fig. 1. Caracteristica static pentru o jonciune pn. a) Zona de conducie direct, corespunztoare polarizrii directe a jonciunii,

    este zona cuprins n cadranul nti. Pentru aceast regiune ecuaia ce caracterizeaz comportarea dispozitivului este:

    = 1e T

    D

    Uu

    SDIi (1)

    unde:

  • 16 Aplicaia nr. 2

    ekT

    T =U - tensiunea termic, care la temperatura camerei are o valoare de 25mV.

    IS - curentul de saturaie (rezidual) al jonciunii. Pentru dispozitivele semiconductoare moderne cu SI IS are valori foarte mici, de ordinul 10-9A.

    - parametru tehnologic, 2 pentru cureni nominali i 1 la cureni mari.

    Rel. (1) se simplific n cazul polarizrii jonciunii cu tensiuni de cteva ori mai mari dect UT, devenind:

    TD

    Uu

    SD eIi = (2) b) Zona de blocare, corespunde polarizrii inverse a jonciunii, fiind situat

    n cadranul III. Uzual, TD Uu >> astfel nct curentul prin diod devine: SD -Ii (3)

    fiind practic independent de tensiunea la borne. Curentul de saturaie IS este dictat de concentraia purttorilor minoritari la echilibru, fiind dependent deci de materialul folosit i de tehnologia de realizare.

    c) Zona de strpungere, este situat tot n cadranul III, n continuarea zonei de blocare. Caracteristic pentru aceast zon este fenomenul de multiplicare n avalan a purttorilor minoritari, fenomen ce conduce la cderea rapid a caracteristicii. Curentul prin jonciune crete foarte mult, pe cnd tensiunea la borne rmne practic constant. Rel. (1) rmne valabil cu o bun aproximare i n cazul diodelor reale, la care se mai adaug totui cderea de tensiune pe rezistena regiunilor neutre i pe rezistena firelor de contact.

    2.2 REZISTENA DIFERENIAL

    Derivnd n raport cu uD rel. (1) se obine:

    Ui

    UI

    ui

    T

    D

    T

    =

    1e T

    D

    Uu

    SD

    D (4)

    Rezistena diferenial este definit de relaia:

    D

    T

    PSFD

    DD I

    Uiur

    = (5) unde iD reprezint curentul prin diod n punctul static de funcionare (PSF) considerat. Rezistena diferenial evaluat n zona de strpungere reprezint un parametru important al diodelor Zener, fiind dat n catalog (rdz are valori cuprinse ntre civa ohmi i sute de ohmi).

  • Caracteristicile statice i parametri diodelor semiconductoare 17

    3. PARTEA EXPERIMENTAL

    3.1 MSURAREA CARACTERISTICII STATICE n fig. 2 se prezint circuitul utilizat la ridicarea caracteristicii statice. Dioda studiat poate fi una redresoare (de exemplu 1N4001), de comutaie rapid (1N4148) sau Zener (DZ4V7). Rezistorul RP va fi unul variabil, n decade.

    Fig. 2. Circuit pentru ridicarea caracteristicii statice curent-tensiune pentru o diod.

    Curentul prin diod (iD) se calculeaz cu relaia: VD iii = (6) unde i este curentul indicat de miliampermetru, iar iV, curentul prin voltmetru. Acesta din urm se calculeaz n funcie de tensiunea la bornele voltmetrului i rezistena intern a acestuia. n cazul particular al msurrii tensiunii cu un voltmetru electronic, iV poate fi aproximat cu zero, datorit impedanei de intrare mari a acestui tip de aparat de msur. Pentru ridicarea caracteristicii diodei, n polarizare direct, se va completa tabelul urmtor:

    UD [V] 0 0,2 0,4 0,5 0,60 0,62 0,64 0,66 0,68 0,7 0.72 0,74 ID [mA] msurat

    ID [mA] calculat cf. rel (1)

    Tab. 1. Se completeaz cu valorile msurate respectiv calculate pentru curentul direct prin diod.

    Observaie: a) Obinerea valorilor impuse pentru UD este posibil prin reglarea tensiunii de alimentare i a rezistorului decadic.

    b) Pentru calculul iD se vor folosi urmtoarele constante: = 1, UT = 25mV, IS = 210-15A.

    Pentru ridicarea caracteristicii diodei, n polarizare invers, se va completa tab. 2.

    V

    V1

    RP

    i iV

    iD

    mA

    D

    R1

    1k R2

    1K

  • 18 Aplicaia nr. 2 UD [V] -1 -2 -3 -4 -4,1 -4.2 -4,3 -4,4 -4,5 -4,6 -4,7 ID [mA] msurat

    Tab. 2. Se completeaz cu valorile msurate respectiv calculate pentru curentul invers prin diod.

    Dup completarea celor dou tabele se vor trasa pe hrtie milimetric cele

    dou grafice corespunztoare polarizrii directe (msurat i calculat) precum i graficul aferent polarizrii inverse.

    3.2 MSURAREA REZISTENEI DIFERENIALE

    Schema circuitului utilizat pentru msurarea rezistenei difereniale este ilustrat de ctre fig. 3. Se distinge n aceast schem circuitul de polarizare a diodei (utilizat la stabilirea punctului static de funcionare) format din sursa de tensiune V1 i rezistorul R1 i partea rspunztoare de regimul dinamic alctuit din rezistorul decadic RP, condensatorul de cuplare C1 i generatorul de tensiune sinusoidal vg. Miliampermetrul inserat n circuitul de polarizare servete la fixarea valorii curentului aferent punctului static.

    Fig. 3. Circuit pentru determinarea practic a rezistenei dinamice a unei diode.

    Msurtorile ncep prin stabilirea unui punct static de funcionare pentru dispozitivul electronic prin modificarea tensiunii continue V1 urmrind indicaiile miliampermetrului (iD ntre 0,1mA i 5mA). Reglnd apoi nivelul tensiunii sinusoidale vg i valoarea rezistenei decadice RP se urmrete obinerea unei componente alternative la bornele diodei ud de aproximativ 20mV (pentru orice punct static de funcionare). Din punct de vedere dinamic, circuitul din fig. 3 poate fi echivalat prin schema din fig. 4.

    mAvg

    uDRP

    D

    R1

    1K

    C1

    220FV1

  • Caracteristicile statice i parametri diodelor semiconductoare 19

    Fig. 4. Circuitul echivalent din punct de vedere dinamic al schemei din fig. 3. n aceste condiii, pe baza formulei divizorului de tensiune, se poate scrie relaia:

    Pd

    dgd RrR

    rRvu += ||||

    1

    1 (7)

    Din (7) rezult c rezistena diferenial se calculeaz pe baza urmtoarelor formule:

    dg

    dPd uv

    uRr = (8)

    d

    dd rR

    Rrr =

    1

    1 (9)

    Tensiunile alternative ud i vg se vor msura cu osciloscopul, frecvena tensiunii sinusoidale fiind de 1KHz. Se vor face trei msurtori, n trei puncte statice diferite.

    3.3 SIMULAREA PSPICE A CIRCUITELOR

    Se urmrete ridicarea caracteristicilor statice pentru diodele redresoare, de comutaie rapid i Zener, prin descrierea SPICE a circuitului din fig. 2. n plus, se va determina influena temperaturii asupra curentului din jonciune. * caracteristica statica a diodei semiconductoare V1 1 0 DC 0.6V R1 1 2 1K RP 2 0 100K R2 2 3 1K D1 3 0 DZ4V7 *D1 3 0 D1N4148 *D1 3 0 D1N4001 .OP .DC LIN V1 -20 10 0.01 *.TEMP 0 20 40 .PROBE .model D1N4148 D(Is=0.1pA Rs=0.5) .lib dce.lib .END

    RPrd uDR1 vg

  • 20 Aplicaia nr. 2

    Fig. 5. Caracteristica static a diodei Zener DZ4V7 obinut prin simulare PSpice.

    Fig. 6. Influena temperaturii asupra curentului prin jonciune, pentru o diod de comutaie rapid tip 1N4148 n polarizare direct, aa cum reiese din simularea PSpice.

    Se va determina prin simulare rezistena dinamic a unei diode. *rezistenta dinamica pentru o dioda semiconductoare V1 1 0 DC 10V R1 1 2 3K D1 2 0 D1N4148 RP 2 3 1K C1 3 4 470uF vg 4 0 ac 0.1V .AC LIN 100 900 1100 .PROBE .LIB DCE.LIB .END

    Fig. 7. Rezistena dinamic a diodei determinat prin simulare PSpice.

  • Aplicaia nr. 3

    CIRCUITE CU DIODE I MODELAREA LOR 1. SCOPUL APLICAIEI

    Se urmrete familiarizarea cu rezolvarea unor probleme de circuite cu diode. Se proiecteaz i se realizeaz circuite simple cu diode, a cror performane se verific experimental i prin simulare PSPICE. 2. CONSIDERAII TEORETICE

    Caracteristica curent-tensiune a unei diode, dat de relaia (1) din lucrarea precedent, este neliniar i ca urmare greu de utilizat n aplicaii concrete. De aceea, n majoritatea situaiilor, se lucreaz cu modele pentru diode liniarizate pe poriuni. n fig. 1 a) i b) se dau schemele echivalente, de semnal mare, pentru dioda n conducie direct i invers, iar n fig. 1 c) schema echivalent pentru conducia n zona de strpungere a unei diode Zener.

    Fig. 1 a) Diod n conducie b) Diod blocat c) Diod Zener Folosind aceste scheme, circuitele cu diode se analizeaz sau proiecteaz cu

    relaiile din electrotehnica liniar. 2.1 LIMITATOR ASIMETRIC CU DIOD

    Schema circuitului se prezint n fig. 2. n funcie de valoarea tensiunii de

    polarizare a diodei, Vp, se modific partea din semnalului sinusoidal aplicat la intrare, Vg, care nu se mai transmite la ieire. Pentru analiza circuitului, se consider dou situaii distincte n care dioda este blocat respectiv se gsete n conducie direct.

    n ipoteza c Ld Rr

  • 22 Aplicaia nr. 3 pentru dioda blocat i

    ( )dL

    LDP

    Ld

    Ldg rRR

    RRUVRrR

    RrVu +++= ||||

    ||||

    00 (2)

    ( )dL

    LDP

    d

    dg rRR

    RRUVrR

    rVu +++ ||||

    00 (3)

    pentru dioda n conducie.

    Fig. 2. Limitator asimetric cu diod.

    n cazul unui circuit pasiv funcia u0 = f(Vg) este continu. Valoarea VgP a tensiunii de intrare pentru care dioda trece dintr-o stare n alta se deduce din condiia de continuitate a funciei dat de relaiile (1) i (2).

    n reprezentare grafic, dependena u0 = f(Vg) se prezint ca n fig.3. n stare de blocare, curentul prin diod este nul. n conducie, se poate calcula cu relaia:

    d

    PDD r

    EUui += 0 (4) Pentru rd se pot lua n considerare valorile msurate n cazul diodei redresoare,

    la lucrarea nr.2 (ohmi zeci de ohmi).

    Fig. 3. Dependena tensiunii de ieire a limitatorului de tensiunea aplicat la intrarea circuitului.

    iD

    RLD

    Vg

    R

    uo

    VP

    0 VgVgP

    u0

    Panta L

    L

    RRR+

    Panta Rr

    rd

    d

    +

  • Circuite cu diode i modelarea lor 23

    2.2 STABILIZATOR DE TENSIUNE CONTINU CU DIOD ZENER n fig. 4 este prezentat un circuit n care dioda Zener DZ este folosit pentru stabilizarea tensiunii pe rezistena de sarcin RL. Funcionarea este simpl i se bazeaz pe variaia neglijabil a tensiunii pe dioda Zener n conducie invers, la variaii importante ale curentului prin diod. De exemplu, dac rezistena de sarcin RL scade, curentul iz scade, dar tensiunea la bornele diodei rmne practic constant, deci i tensiunea de ieire U0 (atta timp ct iz nu scade sub valoarea minim Iz min dat n catalog).

    Fig. 4. Stabilizator cu diod Zener.

    n scopul dimensionrii stabilizatorului, dioda este echivalat cu modelul liniarizat pe poriuni prezentat n fig.1 c). Ca date iniiale se cunosc: tensiunea de ieire U0, rezistena de sarcin [ ]maxmin , LLL RRR i tensiunea de alimentare [ ]maxmin ,VVV .

    Dioda Zener se alege, ca tip, astfel ca relaiile de mai jos s fie ndeplinite: 0UU Z = (5)

    RUVI ZZ

    maxmax (6) Valoarea rezistenei R se determin din relaiile:

    maxmaxmax

    max0maxmin

    1L

    Z

    L

    dzZ

    ZdzZ

    RU

    RrI

    IrUVR+

    +

    = (7)

    minminmin

    min0minmax

    1L

    Z

    L

    dzZ

    ZdzZ

    RU

    RrI

    IrUVR+

    +

    = (8)

    unde IZmin i IZmax i rdz sunt caracteristice diodei Zener utilizate i se extrag din catalog. n relaiile (7) i (8) tensiunea de strpungere a diodei Zener, UZ0, poate fi

    nlocuit, ntr-o bun aproximaie, cu valoarea nominal a tensiunii diodei Zener, UZ. Pentru rezistena R se alege o valoare standardizat astfel ca [ ]maxmin , RRR .

    iZ

    iL

    UO

    RLV

    R

    DZ

    i

  • 24 Aplicaia nr. 3 Totodat R trebuie s disipe o putere cel puin egal cu: 2maxiRPR = (9) unde:

    RUVi Z= maxmax (10)

    2.3 PARAMETRII STABILIZATORULUI CU DIOD ZENER

    Pentru a caracteriza funcionarea stabilizatorului se definesc doi parametri importani: - rezistena de ieire (intern) a stabilizatorului:

    dzdz

    dz

    constVL

    rrRrR

    iuR +

    === .

    00

    (11)

    - coeficientul de stabilizare:

    dz

    dz

    consti rRr

    uVS

    L

    +=== .0

    0

    (12)

    3. PARTEA EXPERIMENTAL

    3.1 Pentru circuitul din fig.2, n care RL = 2,2K, R = 2,2K, VP = 1V i dioda este de tipul 1N4148, se ridic caracteristica de transfer U0 = f(Vg), punct cu punct. Se consider [ ]VVVg 15,15 + . Pe aceeai hrtie milimetric se trec i valorile gsite teoretic cu relaiile (1) i (3), aa cum se arat n Tab. 1.

    Vg [V] -15 -13 -11 -9 -7 -5 5 7 9 11 13 15

    UO [V] msurat

    UO [V] calc. cf. rel (1), (3)

    Tab. 1. Se completeaz cu valorile msurate respectiv calculate pentru tensiunea de la ieirea

    limitatorului.

    n regim de semnal sinusoidal se urmrete, pe osciloscop, tensiunea u0. Se justific, pe baza formei de und a u0, denumirea circuitului de limitator asimetric. 3.2 tiind c [ ] KKRL 3,1 , [ ]VVV 20,15 i U0 = 4,7V, se va proiecta stabilizatorul din fig. 4. Cu valoarea gsit pentru R se realizeaz circuitul i se ridic caracteristica U0 = f(V) pentru [ ]VVV 20,15 .

  • Circuite cu diode i modelarea lor 25

    V [V] 15 16 17 18 19 20 UO [V] msurat

    Tab. 2. Se completeaz cu valorile msurate pentru tensiunea de la ieirea stabilizatorului.

    Din grafic se determin factorul de stabilizare S0 i se compar cu valoarea gsit teoretic cu relaia (12). 3.3 Utiliznd circuitul realizat mai sus se ridic caracteristica U0 = f(RL) pentru [ ] KKRL 3,1 i V = 18V, cf. Tab. 3. Din caracteristic se determin R0 i se compar cu valoarea gsit cu relaia (11).

    Valorile rdz i UZ vor fi extrase din catalog pentru tipul de diod Zener utilizat.

    RL [K] 1 1,5 2 2,5 3 UO [V] msurat

    Tab. 3. Se completeaz cu valorile msurate pentru tensiunea de la ieirea stabilizatorului.

    3.4 Se va realiza descrierea i simularea PSPICE a circuitelor de la punctele

    anterioare. * limitator asimetric cu dioda Vg 1 0 DC 0V SIN(0V 2V 1KHz) R1 1 2 2.2K Vp 3 0 DC 1V D1 3 2 D1N4148 R2 2 0 2.2K .DC LIN Vg -15 15 0.1 .TRAN 300n 3m .PROBE .MODEL D1N4148 D(Is=0.1pA Rs=0.5) .END

    a) b)

    Fig. 5. Rezolvarea prin simulare a punctului 3.1. Se poate observa forma uO n curent continuu i alternativ.

  • 26 Aplicaia nr. 3 * stabilizator cu dioda Zener, U0=f(V) V1 1 0 DC 10 R1 1 2 1K D1 0 2 DZ4V7 R2 2 0 2K .OP .DC LIN VD 15 20 0.1 .PROBE .LIB DCE.LIB .END

    Fig. 6. Caracteristica U0 = f(V) cerut la pct. 3.2 aa cum reiese din simularea PSPICE a circuitului stabilizator cu diod Zener.

    *stabilizator cu dioda Zener, U0=f(RL) VD 1 0 DC 18 R1 1 2 1K D1 0 2 DZ4V7 R2 2 0 {Rel} .PARAM Rel=1k .OP .DC LIN PARAM Rel 1K 3K 1 .PROBE .LIB DCE.LIB .END

    Fig. 7. Caracteristica U0 = f(RL) la pct. 3.3 aa cum reiese din simularea PSPICE a circuitului stabilizator cu diod Zener.

  • Aplicaia nr. 4

    MEDIUL DE SIMULARE SPICE 1. SCOPUL APLICAIEI

    Se urmrete prezentarea unor noiuni elementare de sintax, modelare, analiz i simulare pentru circuite analogice, oferite de programele din familia SPICE.

    2. INTRODUCERE

    Conceput nc din anii 70 la University of California, Berkeley, SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphazis) este un program de simulare de uz general pentru circuitelor electronice, analogice i digitale. n scurt tip el a devenit un standard industrial, datorit utilitii, funcionalitii sale dar i datorit distribuiei libere a programelor surs (SPICE2G6, SPICE3f4). Versiunile comerciale existente sub diferite denumiri (ex.: MicroSim Pspice v.8, OrCAD v.9.2) au ajuns s ofere soluii EDA (Electronic Design Automation) complete; mediul integrat permite parcurgerea tuturor etapelor (proiectare, desenare, simulare, optimizare, proiectare cablaj imprimat) aferente realizrii unui produs electronic n mod automat.

    Avantajele pe care le ofer acest mediu sunt: - reducerea cheltuielilor de proiectare; simularea unui circuit este mult mai ieftin

    dect experimentarea aceluiai circuit n laborator; - dezvoltarea rapid a prototipurilor; - analize multiple; SPICE poate s efectueze toate analizele care se fac n mod

    tradiional ntr-un laborator dar i cele inaccesibile n mod normal (simulri ale variaiei temperaturii, verificarea funcionrii unei arii dintr-un circuit integrat fizic inaccesibil proiectantului etc.).

    Pentru a descrie topologia unui circuit ntr-un mod acceptat de simulatorul SPICE, este nevoie de un fiier tip list de legturi (netlist). Acesta poate fi generat automat, pe baza schemei desenate ntr-un editor specializat, sau poate fi creat manual cu ajutorul oricrui editor de text. n cele ce urmeaz vor fi detaliate aspecte legate de definirea circuitelor, discuia orientndu-se doar asupra componentelor cel mai des folosite n circuitele analogice.

    Elementele de sintax au fost preluate dup specificaiile produselor PSpice v5v8 al firmei MicroSim Corporation. Observaie: n cele ce urmeaz notaia va desemna un cmp obligatoriu iar [.] un cmp opional. Notaia * specific posibilitatea existenei subsecvente a mai multor cmpuri de acelai tip.

  • 28 Aplicaia nr. 4

    3. COMPONENTE I DECLARAII

    3.1 COMPONENTE PASIVE Dintre componentele pasive disponibile n SPICE se pot enumera: rezistor, condensator, bobin, transformator, linie de transmisie. Acestea ncep respectiv cu literele R, C, L, K i T. Rezistoarele pot avea i coeficieni de temperatur. Declaraiile prin care aceste componente se specific n circuit sunt urmtoarele: R [] Exemplu: R1 15 0 2K; C [] [IC=] Exemplu: CCUPLAJ 15 0 10uF; C1 3 33 CMODEL 10pF IC=1.5v; L [model] [IC=] Exemplu: LSARCINA 15 0 20mH; L2 5 12 2uH IC=2mA; K L > + Exemplu: KXFR1 LPRIM LSEC .99; T Z0=

    + [TD= | F=[NL=]] Exemplu: T1 1 2 3 4 Z0=220 TD=115ns. 3.2 DISPOZITIVE SEMICONDUCTOARE

    Dintre dispozitivele semiconductoare disponibile n SPICE se pot enumera: diode, tranzistoare bipolare, tranzistoare cu efect de cmp: cu jonciune, MOS, cu GaAs. Acestea ncep respectiv cu literele D, Q, J, M, B. Toate aceste componente necesit modele specificate de utilizator sau existente biblioteci. Declaraiile prin care aceste componente se specific n circuit sunt urmtoarele: D Exemplu: D1 2 3 D1N4148 Q < c > < b > < e > + [] Exemplu: Q1 14 2 13 BC107 J < d > < g > < s > Exemplu: J1 20 1 0 J2N3819 M < d > < g > < s > + Exemplu: M1 1 2 0 0 IRF150 B < d > < g > < s > Exemplu: BIN 100 1 0 GFAST.

    3.3 SURSE DE CURENT I TENSIUNE Acestea sunt singurele componente generatoare de putere. Sursele de curent pot fi comandate sau independente.

  • Mediul de simulare SPICE 29

    a) Surse comandate. n SPICE sunt disponibile patru tipuri de surse comandate: surse de tensiune comandate prin tensiune, surse de curent comandate prin curent, surse de curent comandate prin tensiune, surse de tensiune comandate prin curent.

    Acestea ncep respectiv cu literele E, F, G, H implementnd funciile: va = E(vb) ia = F(ib) I a= G(vb) va = H(ib) Sursele pot fi comandate prin funcii liniare sau polinomiale de tipul:

    ...)( 4143

    132

    121101 +++++= xpxpxpxppxf . O funcie polinomial bidimensional este exprimat astfel:

    329

    22182

    217

    316

    225214

    2131211021 ),(

    xpxxpxxpxp

    xpxxpxpxpxppxxf

    +++++++++=

    Declaraiile corespunztoare au urmtoarea form general: E

    E POLY()

    * Exemple: E1 1 2 10 11 48.21 specific o surs de tensiune comandat prin tensiune ntre nodurile 1 i 2, liniar, comandat de tensiunea dintre nodurile 10 i 11: VE1_1-2 = 48,21*V10-11 ENELIN 1 2 POLY(2) 3 4 5 6 0.1 13.6 0.2 0.005 specific o surs de tensiune comandat prin tensiune ntre nodurile 1 i 2, neliniar, comandat de tensiunile dintre nodurile 3 i 4 respectiv 5 i 6: VNELIN1-2 = 0,1 + 13,6*V3-4 + 0.2*V5-6 + 0.005*V23-4 F

  • 30 Aplicaia nr. 4 H POLY()
  • Mediul de simulare SPICE 31

    3.5 ALTE DECLARAII

    a) Declaraia .MODEL. Este utilizat pentru a defini un set de parametri ce descriu un dispozitiv i are urmtoarea form: .MODEL + [= []] Exemplu: .MODEL Q1 NPN (IS=1e-7 BF=30).

    b) Declaraia .LIB. Bibliotecile sunt fiiere de text ASCII coninnd declaraii .MODEL care definesc fiecare dispozitiv acceptat de SPICE. Toate fiierele bibliotec SPICE au extensia .LIB. Formatul comenzii .LIB este: .LIB [nume fiier] Exemplu: .LIB F:\ELECTRO\DCE.LIB; SPICE va cuta n calea specificat fiierul DCE.LIB.

    c) Declaraia .PARAM. Cu ajutorul acestei declaraii se pot defini parametrii globali ai circuitului: .PARAM < = >* .PARAM < ={}>* Exemplu: .PARAM pi=3.14159265 d) Declaraia .IC. Semnific specificaia condiiilor iniiale pentru punctul de polarizare: .IC < V() = >* Exemplu: .IC V(2)=3.4 V(102)=0 e) Declaraia .END. Ea marcheaz sfritul fiierului. Forma general este: .END 4. ANALIZE

    Aceste comenzi se plaseaz n fiierul circuitului mpreun cu definiia circuitului care se dorete a fi simulat. Toate comenzile sunt coninute n declaraii care ncep cu .

    4.1 ANALIZA N CURENT CONTINUU Se presupune c se baleiaz o surs de tensiune sau de curent, un parametru al

    modelului sau temperatura ntr-un anumit domeniu. Calculul punctului de polarizare se face pentru fiecare valoare baleiat. Analiza se specific prin comanda .DC: .DC [LIN] + .DC [OCT][DEC] + .DC LIST + * Exemplu: .DC VIN -7.25 7 .25 .05; .DC LIN I2 5mA -2mA 0.1mA .DC TEMP LIST 0 20 27 50 80; .DC PARAM RS -1 1 0.1

  • 32 Aplicaia nr. 4

    4.2 ANALIZA N CURENT ALTERNATIV (N DOMENIUL FRECVEN) Analiza n curent alternativ calculeaz rspunsul circuitului n complex, la

    semnale mici, acestea fiind calculate prin liniarizarea circuitului n jurul punctului de funcionare. Analiza se specific prin comanda .AC: .AC [LIN][OCT][DEC] Exemplu: .AC LIN 101 10Hz 200Hz; .AC OCT 10 1KHz 16KHz; .AC DEC 20 1MEG 100MEG

    4.3 ANALIZA N DOMENIUL TIMP Declaraia .TRAN determin calculul rspunsului n regim tranzitoriu pornind

    de la TIME = 0 pn la o valoare specificat. n timpul analizei, SPICE fixeaz un pas de timp intern care este tot timpul ajustat pentru a se menine acurateea calculului. n domenii cu variaii nesemnificative, pasul intern este incrementat iar n timpul domeniilor cu variaii semnificative este decrementat. Dac se doresc parametrii de semnal mic ai punctului de polarizare trebuie utilizate declaraiile .TRAN/.OP: .TRAN[/OP]

    + [ []] [UIC] Exemplu: .TRAN 1nS 100nS; .TRAN/OP 1nS 100nS 20nS UIC

    .TRAN 1nS 100nS 0nS .1nS 4.4 ANALIZA STATISTIC MONTE CARLO n acest regim este necesar s se specifice toleranele valorilor parametrilor

    modelului. Aceast analiz permite rularea multipl a celorlalte analize, cu valori luate aleator n domeniul lor de tolerane. Exist dou tipuri de tolerane: DEV i LOT. Toleranele DEV sunt independente, n timp ce toleranele LOT sunt dependente.

    Odat stabilite toleranele, analiza Monte Carlo se lanseaz cu .MC: .MC [DC][AC][TRAN] + [opiune]* Exemplu: .MC 10 TRAN V(5) YMAX; .MC 50 DC IC(Q7) MIN LIST 4.5 ANALIZA COMPORTRII CIRCUITELOR CU TEMPERATURA SPICE permite s se analizeze un circuit la orice temperatur. Valoarea arbitrar a temperaturii la care se face analiza este 27C. Aceast valoare poate fi modificat prin directiva .TEMP: .TEMP * Exemplu: .TEMP 125; .TEMP 0 27 100.

  • Mediul de simulare SPICE 33

    4.6 ANALIZA PARAMETRIC SPICE poate s realizeze rulri multiple, variind temperatura sau diferii parametrii ai modelului. Se utilizeaz comanda .STEP: .STEP [LIN] + .STEP [OCT][DEC] + .STEP LIST + * Exemplu: .STEP VIN -.25 .25 .05 ; .STEP LIN I2 5mA -2mA 0.1mA;

    .STEP TEMP LIST 0 20 27 50 80 ; .STEP PARAM Cel LIST 0 200u 5. PARTEA EXPERMIMENTAL Se vor descrie i simula PSPICE circuitele discutate n cadrul lucrrilor nr.2 i

    3. n acest sens este necesar parcurgerea urmtoarelor etape: a) Se numeroteaz nodurile schemei electronice. Este de preferat ca potenialului

    de referin (masa) s i se atribuie valoarea 0, n acest fel toate tensiunile nodurilor vor fi exprimate fa de mas.

    b) Se descrie circuitul prin specificarea tipurilor i valorilor componentelor i a legturilor dintre acestea.

    c) Se specific tipul analizei (c.c., c.a., timp etc.). Este permis rularea unei singure analize la un moment dat.

    d) Alte declaraii de exemplu cele referitoare la biblioteci de componente sau modelele acestora.

    Observaie: 1. Este recomandat ca un program SPICE s nceap cu un scurt comentariu (introdus prin caracterul * ) prin care s se descrie coninutul simulrii, numele circuitului sau alte informaii utile. 2. Un program SPICE se ncheie prin directiva .END. Exemplu. Considernd circuitul din fig.1 s se scrie un program PSPICE destinat studiului timpilor de comutaie al diodelor.

    Fig. 1. Circuit pentru studiul comparativ al timpilor de comutaie al diodelor.

    X 1

    D2 D1N4001

    X

    R2

    100

    XR1

    1003X

    D1

    D1N4148

    0

    2

    0 0X

    V1

    TD = 1ns

    TF = 1ns PW = 50nsPER = 100ns

    V1 = -5V

    TR = 1ns

    V2 = 5V

    X

  • 34 Aplicaia nr. 4 * Studiul comutatiei diodei *descrierea propriu-zisa a circuitului Vg 1 0 PULSE(-5V 5V 1n 1n 1n 50n 100n) R1 1 2 100 R2 1 3 100 D1 2 0 D1N4148 D2 3 0 D1N4001 *specificarea tipului analizei .TRAN 10n 100n 0 0.1n *alte declaratii .LIB DCE.LIB .PROBE .END

    Fig. 2. Rezultatele simulrii PSPICE pentru circuitul din fig. 1.

  • Aplicaia nr. 5

    CIRCUITE DE REDRESARE

    1. SCOPUL APLICAIEI

    Se studiaz funcionarea circuitelor de redresare monofazate monoalternan i bialternan i a circuitelor de filtrare.

    2. PRELIMINARII

    Redresarea reprezint un procedeu de transformare a tensiunii alternative n

    tensiune continu. n funcie de numrul de faze ale transformatorului, redresoarele se pot clasifica n: redresoare monofazate (folosite la puteri mai mici, de pn la 1KW) i redresoare polifazate (folosite la puteri mari, de peste 1KW). n funcie de numrul de alternane redresate se deosebesc cele de tip monoalternan, cnd se redreseaz o singur alternan, respectiv cele bialternan, cnd sunt redresate ambele alternane.

    Un redresor monofazat are schema bloc din fig. 1. Transformatorul modific mrimea tensiunii alternative i izoleaz circuitul de reea, blocul redresor conine elemente de circuit care realizeaz redresarea propriu-zis prin aceea c permit conducia curentului numai ntr-un sens iar filtrul reduce pulsaiile (netezete) formei de und.

    Fig. 1. Redresor monofazat - schema bloc. Privit de la bornele de ieire, redresorul poate fi modelat n curent continuu ca

    n fig. 2 a). Dependena tensiunii continue redresate Vo de curentul de sarcin Io este reprezentat n fig. 2 b) sub forma caracteristicii externe.

    R e d r e s o r u l

    Transformator

    Redresorul propriu-zis

    Filtru

    S a r c i n

    RsuS

    iS

    u1 u2

    ~

    ~

    ~

    ~

    + +

    - -

  • 36 Aplicaia nr. 5

    a) b)

    Fig. 2. a) Schema echivalent a unui redresor. b) Caracteristica intern.

    3. REDRESORUL MONOFAZAT MONOALTERNA

    Redresoarele monofazate monoalternan se conecteaz la reeaua de

    220V/50Hz prin intermediul unui transformator monofazat i prezint schema din fig. 3. Formele de und aferente funcionrii pot fi urmrite n fig.4.

    Fig. 3. Redresor monoalternan.

    Fig. 4. Formele de und pentru tensiunea din secundarul transformatorului, u2, i pentru tensiunea pe rezistena de sarcin, uS.

    Tensiunea din secundarul transformatorului este sinusoidal: u2(t) = tsinU2m = tsinU2 2ef (1) Valoarea medie a tensiunii pe sarcin se determin cu relaia de definiie

    r2u2 uS Rs

    iSDTr

    N2N1

    u1 r1

    V0, gol

    de tensiune continua

    R0

    Redresorul ca sursa

    RsV0 V0

    uS

    IS0

    US0

    Panta Rir

    iS

  • Circuite de redresare 37

    pentru valoarea medie:

    2ef2m0 2m0

    U2U)()sin(U21)()(1 ==== tdttdtuTU

    T

    so (2)

    iar pentru valoarea medie a curentului prin sarcin se poate scrie relaia:

    SS

    o RRI

    2ef2m U2U == (3) Puterea util reprezint puterea de curent continuu absorbit de sarcin:

    S

    efooou R

    UIUPP 22

    22=== (4)

    Puterea consumat se absoarbe de la reeaua de curent alternativ numai pe durata unei semiperioade, deci puterea de curent alternativ absorbit de la reea va fi:

    S

    efa R

    UP 22

    21= (5)

    n consecin, randamentul redresorului monoalternan este:

    %5,4042 === au

    PP

    (6)

    n cazul redresorului monofazat real, trebuie s se ia n consideraie i elementele interne ale transformatorului i diodei redresoare.

    n alternana negativ a tensiunii alternative din secundar, la bornele diodei blocate se aplic tensiunea invers avnd valoarea maxim:

    max2max UU invD = (7) 4. REDRESORUL MONOFAZAT BIALTERNA Redresoarele monofazate dubl alternan se utilizeaz sub forma a dou

    montaje fundamentale: montajul cu transformator cu priz median n secundar (fig.5 a) i montajul n punte (fig.5 b). Formele de und prezente n funcionarea circuitelor sunt nfiate n fig. 6 i 7.

    Fig.5. Redresoare bialternan a) cu priz median b) n punte

    u2u1u1

    N1

    Rs

    N2

    D1

    iS

    u22 uS

    r2

    D3

    D2

    D2

    D1 r1Tr

    uS

    TrD4- +

    u21

    Rs

    iS

  • 38 Aplicaia nr. 5

    Fig. 6. Forme de und aferente redresorului bialternan cu priz median.

    Fig. 7. Forme de und aferente redresorului bialternan n punte.

    n primul caz, priza median din secundar asigur obinerea a dou tensiuni de amplitudini egale i defazate cu 180. Prin rezistena de sarcin se aplic diodelor o tensiune de polarizare direct sau invers, n alternana pozitiv conducnd D1 iar D2 fiind blocat, respectiv invers, n alternana negativ. n ambele alternane prin rezistena de sarcin curentul circul n acelai sens, deci polaritatea cderii de tensiune la bornele sarcinii nu se schimb.

    ntr-o perioad T apar dou pulsuri ale tensiunii redresate astfel c valoarea medie a tensiunii pe sarcin este:

    2mU2=oU (8)

    iar valoarea curentului mediu redresat este:

    S

    o RI

    2mU2= (9) Puterea util, respectiv cea consumat, au urmtoarele expresii:

    S

    efooou R

    UIUPP 22

    28=== (10)

  • Circuite de redresare 39

    S

    efa R

    UP 22

    = (11) n aceste condiii, randamentul redresorului dubl alternan este:

    %8182 === au

    PP

    (12)

    Pentru determinarea tensiunii inverse maxime pe diod, dac conduce dioda D1 spre exemplu, rezult c dioda D2 este polarizat invers cu o tensiune egal cu us+u21, deci: max2max 2UU invD (13)

    Pentru cazul redresorului dubl alternan n punte, relaiile (8)-(12) rmn valabile. Difer doar valoarea tensiunii inverse maxime pe o diod a punii:

    max2max UU invD = (14) Observaii: 1. n calculele de mai sus s-a neglijat rezistena intern a redresorului Rir = rt + rD, cu rt = r2 + r1(N2/N1)2 i rD = nrd, n care: - rt reprezint rezistena echivalent a secundarului transformatorului; - rD rezistena grupului de n diode n conducie simultan din redresor; - r1, r2 rezistena nfurrilor primare, respectiv secundare; - N1, N2 numrul de spire din primarul, respectiv secundarul transformatorului; Faptul c redresorul prezint rezisten intern va determina micorarea tensiunii la bornele rezistenei de sarcin Rs, cu coeficientul Rs/(Rir+Rs), fapt care va reduce randamentul redresorului. 2. n prezentarea de pn acum s-a presupus c trecerea diodei din blocare n conducie i invers se face instantaneu. n realitate, pentru fiecare din cele dou procese tranzitorii, este necesar un timp determinat de fenomenele fizice ce stau la baza funcionrii unei jonciuni p-n.

    Pot fi definii, astfel, doi timpi de comutare, un timp de comutare direct (din starea blocat n starea de conducie) i un timp de comutare invers (din starea de conducie n starea blocat). Ambii parametrii menionai sunt indicai n datele de catalog. Timpul de comutare direct este, n general, mult mai mic dect cel de comutare invers. n funcionarea redresorului, timpii de comutare au efect important dac sunt compatibili cu durata unei alternane a semnalului redresat. ntrzierea n comutarea invers determin, spre exemplu, micorarea componentei continue Uo i creterea puterii disipate pe diod.

    5. FILTRE DE NETEZIRE Tensiunile i curenii rezultai prin redresare monofazat sunt funcii periodice

    (nesinusoidale). Ele se pot descompune n serie Fourier: - pentru cazul monoalternan:

  • 40 Aplicaia nr. 5

    ++=

    =1 )12)(12()2cos(2)sin(

    21)(

    k

    sms kk

    tktUtu (15) - pentru cazul bialternan:

    +=

    =1 )12)(12()2cos(212)(

    k

    sms kk

    tkUtu (16) n acest context poate fi definit factorul de ondulaie:

    continucomponentaminimfrecventdeealternativicomponenteeaamplitudin= (17)

    n cazurile n care se dorete o form a tensiunii redresate ct mai stabil, ntre redresor i sarcin se introduc filtre care s reduc pulsaiile sau ondulaiile tensiunii/curentului redresate. Filtrele de netezire se clasific n funcie de elementul cu care ncepe filtrul, n: filtre cu intrare pe capacitate i filtre cu intrare pe inductan. Schemele unor circuite simple de filtrare sunt prezentate n fig. 8.

    a) Filtru L c) Filtru LC

    b) Filtru C d) Filtru RC

    R

    CC

    e) Filtru RC n .

    Fig. 8. Scheme pentru circuitele de filtrare.

    Un filtru este cu att mai bun cu ct are o eficacitate mai mare (raportul dintre amplitudinea vrf la vrf a pulsaiilor la ieirea filtrului i amplitudinea vrf la vrf a pulsaiilor la intrare, s fie ct mai mic) i cdere de tensiune continu pe el ct mai mic. Pentru redresoarele de mic putere se utilizeaz de obicei filtre C sau RC fiind mai simple, cu gabarit redus i mai ieftine, cu toate c au o eficacitate mai mic i cderi de tensiune mai mari dect filtrele LC. Mrirea eficacitii unui filtru se poate

    LL

    Rs C Rs

    C Rs RsC

    R

  • Circuite de redresare 41

    realiza prin folosirea n cascad a mai multor filtre RC sau LC.

    6. PARTEA EXPERMIMENTAL

    6.1 Se consider redresorul monoalternan cu filtru capacitiv din fig. 9.

    Fig. 9. Redresor monoalternan cu filtru capacitiv. a) Oscilografiai pentru cazurile Cf = 0, Cf = C, Cf = 2C tensiunea de pe rezisten de sarcin, uS, i comparai n aceste cazuri calitatea tensiunii redresate. b) Completai cu rezultatele msurtorilor tabelul urmtor:

    RS 2K 1,5K 1K 800 600 400 200 Filtraj US [V] IS [mA]

    Cf = 0

    US [V] IS [mA]

    Cf = C

    US [V] IS [mA]

    Cf = 2C

    Tab. 1. Se completeaz conform msurtorilor.

    Pentru cazul Cf = 2C se va ridica caracteristica extern a redresorului, US =

    f(IS), precum i dependena US = f(RS). Se va determina din grafic rezistena intern a redresorului. 6.2 Reluai etapele punctului anterior pentru cazul redresorului bialternan, n punte, cu filtru capacitiv (fig.10).

    Fig. 10. Redresor bialternan, n punte, cu filtru capacitiv.

    iS

    Rs Cf uS

    Tr D1

    u1

    D3

    - +

    N1

    r2

    N2

    u2

    D4r1

    D2

    Tr

    N2

    D

    N1

    uS

    r2u1

    Cfu2

    r1

    iS

    Rs

  • 42 Aplicaia nr. 5

    6.3 Calculai valoarea factorului de ondulaie pentru cazurile redresorului monoalternan, respectiv bialternan i apreciai pe baza acestui criteriu calitatea redresrii. 6.4 Studiai prin simulare PSPICE efectul capacitii de filtraj asupra tensiunii redresate i a curentului tranzitoriu prin dioda unui redresor monoalternan. * Redresor monofazat monoalternanta * Studiul influentei capacitatii de filtraj * asupra tensiunii pe sarcina si curentului prin dioda Vg 1 0 SIN(0 7V 50HZ) Ri 1 2 5 D1 2 3 D1N4001 Cf 3 0 {Cel} Rs 3 0 1k .LIB DCE.LIB .PARAM Cel=200u .STEP PARAM Cel LIST 200u 470u 1000u .TRAN 0m 80m 0m 0.1m .PROBE .END

    Fig. 11. Rezultatele simulrii PSPICE pentru circuitul din fig. 9.

  • Aplicaia nr. 6

    EXPERIMENTE CU ALTE TIPURI DE DIODE (DE COMUTAIE, ELECTROLUMINISCENTE,

    FOTODIODE, VARICAP)

    1. SCOPUL APLICAIEI Se experimenteaz circuite cu alte tipuri de diode dect cele ntlnite pe parcursul lucrrilor efectuate pn n prezent: diode de comutaie (de impulsuri), diode electroluminiscente (LED, Light Emitting Diode), fotodiode i diode varicap (parametrice).

    2. DIODE DE COMUTAIE (DE IMPULSURI) Sunt diode special construite pentru a lucra n regim de comutaie. Capacitatea lor electric este, prin construcie, foarte mic. Caracteristica static a unei astfel de diode nu se deosebete cu nimic de caracteristica general a unei diode. Diferenele apar ns la parametrii proceselor tranzitorii de comutaie i anume timpul de comutare direct td (de la starea de blocare la starea de conducie) i timpul de comutare invers tinv (de la starea de conducie la starea de blocare). Definiia acestor timpi este ilustrat grafic prin fig. 1.

    Fig. 1. Rspunsul la impuls al diodei. Curentul i tensiunea prin diod.

  • 44 Aplicaia nr. 6 Viteza de lucru a schemelor de comutaie cu diode este limitat de timpul de comutare invers, compus din timpul de revenire, trev, n care are loc eliminarea sarcinilor acumulate n jonciune i timpul de cdere, tc, comparabil cu timpul de comutare direct td i deci mult mai mic dect trev.

    2. DIODE ELECTROLUMINISCENTE Simbolul diodei electroluminiscente (LED, Light Emitting Diode) este prezentat n fig. 2. Aceast diod are proprietatea de a emite lumin atunci cnd este polarizat direct. Jonciunile realizate cu GaAs emit radiaii electromagnetice n domeniul infrarou (IR), iar introducerea atomilor de fosfor deplaseaz maximul de emisie spre regiunea vizibil a spectrului. Se realizeaz astfel LED-uri emind lumin de culoare roie, galben sau verde, n funcie de dopant.

    Fig. 2. Simbolul diodei electroluminiscente. Parametrii electrici ai diodelor electroluminiscente sunt apropiai ca valoare de cei ai diodelor obinuite:

    - curentul direct maxim are valori de ordinul zecilor de miliamperi; - tensiunea de deschidere a jonciunii variaz de la 1,2V pentru un LED ce

    emite n IR i poate ajunge la 3V pentru cele ce emit lumin verde. - tensiunea invers poate avea valoarea maxim de civa voli.

    Printr-o tehnologie special se pot realiza diode electroluminiscente a cror lumin emis are caracteristicile luminii laser monocromaticitate pronunat, directivitate, coeren. Acest dispozitiv poart numele de diod laser.

    LED-urile se utilizeaz individual la anumite semnalizri, indicaii optice sau la realizarea elementelor de afiare.

    3. FOTODIODE

    Fotodiodele au simbolul prezentat n fig.3 i reprezint diode semiconductoare polarizate invers, bazate pe efectul fotoelectric intern (eliberarea electronilor sub aciunea luminii n interiorul unui semiconductor, rezultnd astfel o mrire a conductivitii). Sunt astfel construite nct jonciunea pn s poat fi iluminat i curentul invers prin jonciune depinde, ntre anumite limite, de intensitatea fluxului luminos incident. Ele sunt deci dispozitive optoelectronice care transform radiaia electromagnetic n energie electric sau invers.

    Fig. 3. Simbolul fotodiodei.

  • Experimente cu alte tipuri de diode 45

    Prin fotodiod, n lipsa iluminrii trece un curent foarte mic curentul de saturaie al unei jonciuni numit curent de ntuneric. Cnd jonciunea este iluminat, cuantele de energie absorbite de semiconductor din fluxul luminos incident sparg un numr de legturi covalente, producnd perechi electroni-goluri, i deci curentul prin jonciune va crete cu att mai mult cu ct iluminarea este mai puternic. Dintre aplicaiile acestui tip de diode se pot enumera utilizarea lor n realizarea tuburilor videocaptoare (transform informaia purtat de lumin n informaie electric) sau n realizarea optocuploarelor. Aceste din urm dispozitive, denumite i cuploare optice, sunt formate dintr-un emitor i un receptor de lumin, aezai fa n fa la distan mic, n aceeai capsul. Exist o diversitate foarte mare de cuploare optice (fig. 4) i ele servesc la izolarea galvanic a etajelor unui circuit electronic, de exemplu separarea prii de comand a unui circuit de cea de for.

    a) LED - fotodiod b) LED - fototranzistor c) LED fototiristor Fig. 4. Diverse tipuri de optocuploare.

    4. DIODE VARICAP

    Simbolul lor este prezentat n fig. 5. n polarizare invers aceste diode prezint o capacitate a jonciunii pn variabil, ce depinde de valoarea tensiunii inverse UR pe diod:

    e

    kTUUU

    C TnTR

    = unde,1~ (1)

    Fig. 5. Simbolul diodei varicap. Schema echivalent a diodei varicap (parametrice) este prezentat n fig. 6, n care:

    - Rs - rezistena serie echivalent; - Cc - capacitatea intrinsec a diodei; - Ls - inductan serie echivalent; - C - capacitatea variabil a jonciunii.

  • 46 Aplicaia nr. 6

    Fig. 6. Schema echivalent a diodei varicap (parametrice).

    Diodele cu capacitate variabil se folosesc drept condensatoare cu capacitate variabil pe cale electric, n construcia circuitelor oscilante (acordate), filtrelor etc. Diodele varicap cu jonciuni hiperabrupte, numite diode de acord, sunt folosite pentru acordul fr comutare a ntregii game de frecvene n circuitele radio sau TV.

    5. PARTEA EXPERMIMENTAL

    5.1 Msurarea timpilor de comutaie la diode. Se msoar timpul de comutare direct (timpul de tranziie) i timpul de revenire (timpul de stocare) pentru o diod redresoare tip 1N4001 respectiv pentru o diod de comutaie, tip 1N4148. Folosind montajul din fig. 7 se oscilografiaz variaia n raport cu timpul a tensiunii pe diode respectiv a curentului prin diode dac tensiunea de la generator, vg, este dreptunghiular i respectiv armonic.

    Fig. 7. Circuit pentru msurarea timpilor de comutaie ai diodelor.

    Observaii: - oscilogramele se traseaz pentru dou frecvene ale tensiunii vg: 10kHz i

    100kHz. - modificnd amplitudinea tensiunii vg se urmrete efectul acesteia asupra

    timpului de stocare respectiv de tranziie. 5.2 Ridicarea caracteristicii statice pentru diode electroluminiscente. Se

    urmrete trasarea caracteristicii iD = f(uD) la trei LED-uri diferite (rou, galben, verde) i determinarea valorii minime a curentului iD la care LED-ul produce un efect

    VCC Ls

    VCC

    C

    Rs

    Cc

    V1

    D1

    D1N4148

    R1

    1K

    R2

    1K

    D2

    D1N4001

  • Experimente cu alte tipuri de diode 47

    luminos vizibil. Montajul utilizat este cel din fig. 8. Curentul iD se msoar indirect, prin tensiunea la bornele rezistorului, cf. tab. 1. n final caracteristicile se reprezint pe acelai grafic.

    Fig. 8. Circuit pentru ridicarea caracteristicilor statice ale unor diode electroluminiscente.

    V1[V] 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 UR1 [V]

    ID[mA] = UR1/R1 ULED 1 [V] ULED 2 [V] ULED 3 [V]

    Tab. 1. Se va completa cf. msurtorilor specificate la pct.5.2.

    5.3 Ridicarea caracteristici de transfer pentru un optocuplor. Se

    urmrete trasarea caracteristicii Io = f(Ii) pentru optocuplorul din fig.9, prin completarea tab.2 cu valorile gsite experimental pentru tensiunile de pe R1 i R2. Curenii de intrare/ieire vor fi determinai prin calcul.

    Fig. 9. Circuit pentru ridicarea caracteristicii de transfer a optocuplorului.

    V1 [V] 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 UR1 [V] Ii [mA]

    UR2 [V] Io [mA]

    Tab. 2. Se va completa cf. msurtorilor specificate la pct.5.3.

    5.4 Ridicarea caracteristicii capacitate-tensiune la o diod varicap.

    Capacitatea diodei varicap se va msura indirect, determinnd frecvena de oscilaie a unui oscilator LC de tip Colpitts. Frecvena se msoar cu un frecvenmetru numeric.

    IoIi

    V1

    R1

    8,2K

    R2

    22K V2

    20V

    D3

    V1

    D1 D2

    R1

    2K

  • 48 Aplicaia nr. 6 Schema circuitului este prezentat n fig. 10 iar circuitul oscilant echivalent este cel din fig. 11, n care C0 reprezint capacitatea diodei varicap iar Cp reprezint capacitatea parazit a montajului. Deoarece frecvena oscilaiilor este:

    )(2

    12

    1

    00

    pCCLLCf +== (2)

    rezult capacitatea diodei varicap de forma:

    pCLfC = 220 4

    1 (3)

    Fig. 10. Oscilatorul Colpitts folosit la determinarea dependenei capacitii diodei varicap fa de tensiunea la borne.

    V1 [V] 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

    f [MHz] C0 [pF]

    Tab. 3. Se va completa cf. msurtorilor specificate la pct. 5.4.

    Fig. 11. Circuitul oscilant echivalent.

    Se va ridica, n final, dependena capacitii diodei varicap fa de tensiunea la

    borne, C0 = f(V1) considernd Cp = 17pF.

    L1 Cp

    C0

    C0C0

    C0

    R3 1,8K

    VCC

    BC171A

    Q1

    VCCC2

    3,3nFR115K

    D4

    La frecvenmetru

    V2 = -12V

    V1

    R682K

    L18,2H R7

    75K

    R4 150K

    C1

    680pF

    C422pF

    R5

    1,8K

    D1 D3

    C3

    3,9nF

    R256K

    D2

  • Aplicaia nr. 7

    TRANZISTORUL BIPOLAR CARACTERISTICI STATICE

    1. SCOPUL APLICAIEI Se ridic experimental caracteristicele statice ale tranzistorului bipolar n

    conexiune emitor comun (EC). Se studiaz dependena factorului de amplificare n curent de valoarea curentului de colector, F = f(IC).

    2. CONSIDERAII TEORETICE Tranzistorul bipolar este un dispozitiv electronic cu trei borne (emitor,

    colector i baz) conectate la trei regiuni semiconductoare, dintre care cea din mijloc este dopat cu impuriti de tip opus regiunilor alturate. Se numete bipolar deoarece conducia de curent electric se realizeaz prin aportul a dou tipuri de purttori de sarcin (electroni i goluri).

    Exist dou tipuri de tranzistoare bipolare, n funcie de modul n care sunt aranjate cele trei regiuni semiconductoare: PNP i NPN (fig. 1). De asemenea, n funcie de tipul semiconductorul folosit, exist n principal, tranzistoare cu Ge i cu Si.

    Sensul sgeii din reprezentarea tranzistorului indic sensul real de circulaie a curentului prin tranzistor atunci cnd jonciunea emitoare este direct polarizat. Cele trei regiuni semiconductoare formeaz dou jonciuni: jonciunea emitoare i jonciunea colectoare.

    a) PNP b) NPN

    Fig. 1. Tipuri de tranzistoare bipolare. Simboluri folosite la reprezentarea tranzistoarelor.

  • 50 Aplicaia nr. 7

    Se folosesc urmtoarele notaii (fig. 2) pentru reprezentarea simbolic a tranzistoarelor i a mrimilor aferente funcionrii acestora n polarizare direct.

    iC

    iE

    iB

    uBE > 0

    uCE > 0

    iE

    iB

    iC

    uBE < 0

    uCE < 0

    Fig. 2. Notaii pentru reprezentarea simbolic a tranzistoarelor i a mrimilor aferente funcionrii acestora n polarizare direct.

    Structura unui tranzistor PNP polarizat normal precum i fluxurile purttorilor

    de sarcin pot fi observate n fig. 3.

    p n p

    iE iE

    (1-)iE

    Emitor Baz Colector

    VCVE

    iC iE

    ICB0

    iB

    Fig. 3. Structura unui tranzistor PNP. Se pot scrie urmtoarele relaii ntre cureni:

    0CBEC Iii += (1) CBE iii += (2) n care ICB0 reprezint curentul rezidual colector-baz iar exprim fraciunea

    din curentul de emitor care constituie curentul de colector. n general este o constant subunitar, apropiat de unitate ( 1) deci iC iE. nlocuind n rel. (1) expresia curentului din emitor din rel. (2) se obine:

    0011

    1 CEBCBBCIiIii +=+=

    (3)

    n care ICE0 reprezint curentul rezidual colector-emitor iar este denumit factor de amplificare n curent n conexiune EC, ca ordin de mrime cuprins ntre 10

  • Tranzistorul bipolar caracteristici statice 51

    i 103. Caracteristicile statice ale tranzistorului bipolar reprezint relaii de

    interdependen ntre mrimile electrice (un curent n funcie de o tensiune) ce caracterizeaz funcionarea acestuia.

    n funcie de dependenele exprimate, se definesc urmtoarele caracteristici: - caracteristica de intrare: .|)( ctUBEB CEUfI ==

    Denumirea este justificat prin faptul c exprim o dependen ntre dou mrimi de intrare ale tranzistorului. Schema de principiu pentru ridicarea acestei caracteristici este prezentat n fig. 4.

    RB

    VB

    RC

    VC

    Fig. 4. Schema de principiu pentru ridicarea caracteristicii de intrare.

    - caracteristica de transfer: .|)( ctUBEC CEUfI == Exprim dependena dintre o mrime de la ieirea tranzistorului n funcie de o mrime de la intrare. Schema de principiu pentru ridicarea acestei caracteristici este prezentat n fig. 5.

    RB

    RC

    VB VC

    Fig. 5. Schema de principiu pentru ridicarea caracteristicii de transfer.

    - caracteristica de ieire: .|)( ctICEC BUfI == Denumirea este justificat prin faptul c ea exprim dependena dintre dou

    mrimi de la ieirea tranzistorului. Schema de principiu pentru ridicarea acestei caracteristici este prezentat n fig. 6.

  • 52 Aplicaia nr. 7

    RB

    VC

    RC

    VB

    Fig. 6. Schema de principiu pentru ridicarea caracteristicii de ieire. Presupunem, n continuare, cazul unui tranzistor NPN de mic putere i medie

    frecven. Ecuaiile Ebers-Moll corespunztoare modelului tranzistorului cu generatoare de curent comandate de curenii prin diode sunt:

    ]1[exp]1[exp

    =Tk

    uqI

    TkuqIi BCCSRBEESE (4)

    ]1[exp]1[exp

    =Tk

    uqI

    TkuqIi BCCSBEESFC (5)

    n care: - IES i ICS sunt cureni reziduali ai jonciunii emitoare respectiv colectoare, cu colectorul respectiv emitorul n scurtcircuit; - F i R reprezint factori de amplificare n curent n sens direct respectiv invers.

    Caracteristicile de transfer se pot deduce teoretic, pe baza ecuaiilor (4) i (5), innd seama i de relaia care se stabilete ntre curenii tranzistorului sau experimental, conform 3.

    3. PARTEA EXPERIMENTAL 3.1 Utiliznd schema din fig. 7 sau cea din fig. 8 se ridic experimental (punct

    cu punct) caracteristica de intrare .|)( ctUBEB CEUfI == i caracteristica de transfer .|)( ctUBEC CEUfI == Schema din fig. 8 se va folosi dac VB este o surs tip

    MULTISTAB la care tensiunea furnizat este dificil de reglat n trepte fine (zecimi de volt). Rolul ajustrii n trepte fine a tensiunii aplicate n baza tranzistorului va reveni rezistenei decadice RD. Se va stabili VB = 2V i RD se va regla n gama 5001K cu un pas de 250 i ntre 1K10K, cu un pas de 1K.

    Dac exist posibilitatea reglajului tensiunii aplicate la intrare n trepte fine, se va putea renuna la divizorul rezistiv R1, RD i se va folosi schema din fig. 9. n acest caz VB se va modifica n intervalul 02V, cu un pas de 0,2V.

  • Tranzistorul bipolar caracteristici statice 53

    Fig. 7. Schem pentru trasarea caracteristicilor statice ale tranzistorului bipolar. VB nu permite reglaj n trepte fine.

    Fig. 8. Schem pentru trasarea caracteristicilor statice ale tranzistorului bipolar. VB permite reglaj n trepte fine.

    Se va ntocmi una tabel n care vor fi notate urmtoarele mrimi:

    UBE

    [mV] URB [mV] IB [A]

    IB = URB /RB URC [mV] IC [mA]

    IC = URC /RC UCE [V] const. se impune

    prin modificarea VC 5

    Tab. 1. Se va completa conform msurtorilor efectuate.

    Observaie: Msurtorile tensiunilor se vor efectua cu ajutorul unui voltmetru numeric. Curenii de baz i colector vor fi determinai indirect prin msurarea tensiunilor URB i URC.

    3.2 Folosind schemele din fig. 7 sau fig. 8, se va ridica experimental caracteristica de ieire .|)( ctICEC BUfI == . Modificnd VC n domeniul 015V, cu un pas de 1V, pentru un anumit IB (sau echivalent, URB) constant se va completa urmtorul tabel:

    Q1

    BC107

    VB

    R1 2,2K

    VC

    RD

    RC

    1K RB

    100K

    C

    1nF

    VC

    RC

    1K

    Q1

    BC107

    RB

    100K

    C

    1nF

    VB

  • 54 Aplicaia nr. 7

    UCE [V] URC [V] IC [mA]

    IC = URC /RC URB [V] = const. se impune

    din VB i/sau RD 1

    Tab. 2. Se va completa conform msurtorilor efectuate.

    3.3 Se va ridica curba de variaie F = f(IC), cu F = IC /IB. Se vor lua pentru IC

    10 valori n domeniul 120mA, prin reglarea att a tensiunii VB ct i a rezistenei RD. Se va trasa pe hrtie milimetric curba de variaie F = f(IC) la UCE = 5V. Se vor trage concluzii asupra valorii optime a lui IC pentru care este maxim. 3.4 Scriei un program PSPICE pentru studiul caracteristicilor statice ale tranzistorului bipolar. * circuit de studiu a caracteristicii statice de intrare si transfer a tranzistorului bipolar VB 1 0 1V Q1 2 1 0 BC107 VC 2 0 5V .LIB DCE.LIB .DC LIN VB 0 0.7 10mV VC LIST 0.3V 5V 20V .PROBE .END

  • Tranzistorul bipolar caracteristici statice 55

    Fig. 10. Caracteristica de intrare i cea de transfer pentru un tranzistor bipolar. * circuit de studiu a caracteristicii statice de iesire a tranzistorului bipolar IB 0 1 1uA Q1 2 1 0 BC107 VC 2 0 1V .LIB DCE.LIB .DC LIN VC 0 5V 10mV IB LIST 5u 10u 20u .PROBE .END

  • 56 Aplicaia nr. 7

    Fig. 11. Caracteristica de ieire (la IB = ct.= 5A, 10A, 20A) pentru un tranzistor bipolar.

    Fig. 12. Variaia F = f(IC) obinut cu OrCAD Model Editor.

  • Aplicaia nr. 8

    TRANZISTORUL BIPOLAR CIRCUITE DE POLARIZARE

    1. SCOPUL APLICAIEI Aplicaia const n proiectarea i experimentarea a trei tipuri de circuite de

    polarizare folosite n mod curent n practica circuitelor cu tranzistoare bipolare. 2. CONSIDERAII TEORETICE

    2.1 CONDIIILE IMPUSE CIRCUITULUI DE POLARIZARE

    O problem specific n proiectarea circuitelor cu tranzistoare o constituie

    alegerea punctului static de funcionare (PSF), specificat n mod uzual printr-un curent continuu de colector i o tensiune continu colector-emitor, perechea de valori IC0, UCE0 ce se stabilesc n circuit n regim static. Obinerea PSF-ului implic conectarea tranzistorului ntr-o schem de polarizare, creia i se impun o serie de condiii legate de constana valorii acestuia n raport cu modificarea parametrilor tranzistorului.

    Valoarea PSF-ului, respectiv valoarea concret a IC0 i UC0 este impus, n general, de funcionarea n regim dinamic a tranzistorului i constituie date iniiale la proiectarea circuitului de polarizare.

    Circuitului de polarizare trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: a) asigurarea punctului static de funcionare (IC0 , UC0 ) dorit; b) asigurarea stabilitii PSF-ului prin:

    - reducerea efectelor parametrilor sensibili la temperatur ai tranzistorului (ICB0, UBE , ) asupra PSF-ului. La tranzistorul cu siliciu se va neglija efectul lui ICB0. - reducerea la maxim a efectele toleranelor componentelor i a parametrilor tranzistoarelor asupra PSF-ului, n scopul reproductibilitii circuitului.

    2.2 CIRCUITUL DE POLARIZARE CU DIVIZOR N BAZ I REZISTEN N EMITOR Schema circuitului este dat n fig. 1. La proiectarea acestuia se cunosc:

    - tipul tranzistorul (, UCEmax , UBE), PSF (IC0, UCE0),; - tensiunea de alimentare maxCEC UV < .

    Se cere determinarea: RE, RB1, RB2, RC.

  • 58 Aplicaia nr. 8

    Divizorul RB1, RB2 se alege n aa fel nct curentul prin divizor s fie: ID >> IB (1)

    n practic se admite relaia:

    ID > 10 IB (2)

    + VCRC

    RB2

    RB1

    Q

    RE

    IC0

    UCE0VB

    UBE

    Fig. 1. Circuit de polarizare cu divizor n baz i rezisten n emitor.

    Legea lui Kirchhoff pentru circuitul de intrare i cel de ieire se scrie astfel: ( )

    +=+==++=

    )( 2102

    00

    BBDC

    ECBEDBB

    CEECCC

    RRIVRIUIRV

    URRIV (3)

    Tensiunea de pe rezistena din emitor reprezint o fraciune (10...20%) din tensiunea de alimentare:

    VE = IC0RE 0,15 VC (4) Rezult urmtoarele valori pentru cele patru rezistene:

    D

    BDCB

    D

    ECBEB

    C

    ECCECC

    C

    CE

    IRIVR

    IRIUR

    IRIUVR

    IVR

    21

    02

    0

    00

    0

    15,0

    =

    +=

    =

    (5)

    Un calcul simplu conduce la urmtoarea relaie pentru IC0:

  • Tranzistorul bipolar circuite de polarizare 59

    EBBEB

    C RRUVI ++

    =)1(0

    (6)

    n care RB i VB sunt date de relaiile:

    RB = 21

    21

    BB

    BB

    RRRR

    +

    (7)

    VB = 21

    2

    BB

    BC

    RRRV+

    (8)

    Ca elemente variabile se presupun UBE i . Considernd IC0 ca funcie de dou variabile, se obine pentru abaterea absolut:

    IC0 = SV UBE + S (9) unde:

    SV = - EB RR ++ )1(

    (10)

    este coeficientul de sensibilitate al PSF-ului n raport cu UBE i:

    S = 2])1([)()(

    EB

    EBBEB

    RRRRUV

    +++

    (11) este coeficientul de sensibilitate al PSF-ului n raport cu .

    n unele aplicaii, ca date iniiale, pot apare valorile RC i RB= RB1||RB2 impuse din condiii de semnal variabil, ele contribuind la valoarea rezistenelor echivalente de intrare/ieire ale etajului. Tensiunea de alimentare VC este impus, n general, de ansamblul circuitului din care face parte tranzistorul bipolar Q.

    2.3 CIRCUITUL DE POLARIZARE CU REZISTEN SERIE N BAZ I REACIE NEGATIV

    Schema circuitului este cea din fig. 2.

    + VC

    RB

    Q

    RC

    UCE0

    UBE

    IB0

    Fig. 2. Circuit de polarizare cu rezisten serie n baz i reacie negativ.

  • 60 Aplicaia nr. 8

    n proiectare se presupun cunoscute IC0, UCE0 , VC, i tipul tranzistorului (deci UBE, ). RB se calculeaz scriind teorema lui Kirchhoff pentru intrarea circuitului:

    0

    0

    0

    000

    C

    BECE

    B

    BECEBBEBBCE I

    UUI

    UURURIU ==+= (12) iar RC cu relaia scris pentru ieirea circuitului:

    00

    000 )1()(

    C

    CECCCECCBC I

    UVRURIIV +=++= (13)

    Curentul de colector n PSF, IC0 poate fi scris astfel:

    CBBEC

    C RRUEI ++

    =)1(0

    (14)

    Se observ o similitudine perfect cu relaia (6) dac considerm VC = VB i RE = RC, relaiile de la punctul 2.2 fiind direct aplicabile n aceste condiii circuitului de polarizare din fig. 2. Observaie: Rezistena RB intervine ca mrime necunoscut att la polarizare ct i n regimul de semnal variabil. Cnd cele dou condiii nu pot fi ndeplinite simultan de aceiai valoare numeric a lui RB, se impune separarea prii de circuit ce determin polarizarea de cea care impune condiiile de semnal. O modalitate de realizare a acestui deziderat este cea dat n fig. 3.

    + VC

    RB2RC RB1

    C

    Q

    A

    Fig. 3. Circuit de polarizare cu rezisten serie n baz i reacie negativ, cu separare.

    n acest caz RB1 + RB2 = RB i RB2 >> RC. n regim de semnal, punctul A este pus la mas de rezistena mic a condensatorului C.

  • Tranzistorul bipolar circuite de polarizare 61

    2.4 CIRCUIT DE POLARIZARE CU GENERATOR DE CURENT CONSTANT Din relaiile (9) - (11) se observ c pentru o valoare mare a lui RE , de ordinul

    M, curentul IC0 practic nu depinde de UBE i . O rezisten fizic att de mare pentru RE nu se poate lua n considerare

    deoarece se obine pentru VC o valoare inacceptabil de mare. Soluia este dat de realizarea lui RE sub form de generator de curent. Schema utilizat este prezentat n fig.4, n care:

    ICo = +1 IG (15)

    SV = 0 (16)

    S = 2)1(1+ IG (17)

    UGC = VB - +1BG RI - UBE (18)

    UCE0 = VC - IC0RC - UG (19)

    + V C

    IG

    R B 1

    R B 2

    Q

    R C

    U G C

    Fig. 4. Circuit de polarizare cu generator de curent

    + V C

    RC

    Q 1

    RE

    Q 2

    RB

    IG

    U GC

    ID

    Fig. 5. Schem pentru generatorul de curent.

  • 62 Aplicaia nr. 8

    Din relaiile (18) i (19) rezult rolul rezistenelor RB1 i RB2: fixarea tensiunii pe generatorul de curent i implicit a tensiunii UCE0. Generatorul de curent se poate realiza dup configuraia din fig. 5.

    Tranzistorul Q1, identic cu Q2, conectat ca diod, compenseaz parial efectul variaiei UBE2 i 2 cu temperatura asupra lui IG.

    E

    BEB

    G R

    URR

    RVI

    221

    2 + (20)

    21

    2

    RRRVV CB += (21)

    Generatorul realizat dup configuraia dat nu este ideal, avnd o rezisten intern Rgc dat de relaia:

    Ee

    Ececegc RhR

    RrrR +++

    2112 (22)

    unde rce2 eh22

    1 i h11e sunt parametrii de semnal pentru tranzistorul Q2 i R = R1 || R2.

    Din relaiile (20) i (21) rezult dou observaii importante pentru proiectare: R1 >> R2 i RE ct mai mare posibil, pentru a avea o bun insensibilizare a lui IG cu temperatura i o rezisten Rgc mare.

    n proiectare se cunosc IC0, UCE0, RC, RB, VC, tipul tranzistorului. Din relaiile (15), (18), (19) se calculeaz IG, UG, RB1, RB2. n mod curent pentru tranzistoarele cu siliciu uzuale, cu RE ]2,1[ KK , se obine pentru generatorul de curent o rezisten Rgc > 1M. Din relaia:

    UGC UCE2 + IGRE (23) printr-un calcul iterativ se determin RE astfel ca UCE2 2V.

    Curentul ID i IG se aleg egali pentru o bun similitudine ntre caracteristicile B-E ale tranzistoarelor Q1 i Q2.

    21

    1

    RRUVI BECD +

    = (24) Din relaiile (20), (21), (24) se determin R1 i R2. 3. PARTEA EXPERIMENTAL

    3.1 Folosind indicaiile de proiectare date mai sus se vor proiecta cele trei

    variante de polarizare discutate anterior. Ca date iniiale se impun : IC0 = 2mA, UCE0 = 5V, VC = 12V, tranzistoare de tipul BC107 ( = 300, UBE = 0,6V).

    3.2 Realizai o descriere PSPICE a celor trei circuite calculate la punctul anterior ntr-un singur fiier *.cir n scopul studierii comparative a performanelor celor trei scheme de polarizare. Se va studia comportarea circuitelor (PSF) la variaii

  • Tranzistorul bipolar circuite de polarizare 63

    n limite largi a temperaturii (-2040C) i a factorului de amplificare n curent (100500). *circuit de polarizare cu divizor in baza rb11 100 1 143k rb12 1 0 38k rc1 2 100 2.6k re1 3 0 0.9k vc 100 0 12v q1 2 1 3 bc107 *circuit de polarizare cu rezistenta serie in baza rb2 4 5 660k rc2 100 4 3.5k q2 4 5 0 bc107 *circuit de polarizare cu sursa de curent in emitor rb31 6 100 143k rb32 6 0 38k rc3 100 7 2.6k I1 8 0 DC 2mA q3 7 6 8 bc107 .lib dce.lib .dc temp -20 40 1 *.dc npn bc107(BF) 180 460 10 .options reltol=1.0u .probe .end

    Fig. 6. Variaia curenilor de colector cu temperatura, pentru cele trei scheme de polarizare.

  • 64 Aplicaia nr. 8

    Fig. 7. Variaia tensiunilor colector-emitor cu temperatura, pentru cele trei scheme de polarizare.

    Fig. 8. Variaia curenilor de colector cu factorul de amplificare n curent, pentru cele trei scheme de polarizare.

    Fig. 9. Variaia tensiunilor colector-emitor cu factorul de amplificare n curent, pentru cele trei scheme de polarizare.

  • Aplicaia nr. 9

    TRANZISTORUL CU EFECT DE CMP CARACTERISTICI STATICE

    1. SCOPUL APLICAIEI Se ridic experimental caracteristicele statice de ieire iD = f(uDS)|UGS = ct. i

    de transfer iD = f(uGS)|UDS = ct. ale tranzistorului cu efect de cmp cu jonciune (TEC-J) i ale tranzistorului cu efect de cmp cu structur metal-oxid-semiconductor (TEC-MOS).

    2. CONSIDERAII TEORETICE

    Tranzistoarele cu efect de cmp (TEC) sunt dispozitive unipolare,

    funcionarea lor implicnd un singur tip de purttori de sarcin. Prezint urmtoarele avantaje fa de tranzistoarele bipolare: funcioneaz cu un singur tip de purttori - cei majoritari - i de aceea sunt mult mai stabile cu temperatura; asigur un nivel redus de zgomot i de distorsiuni pn la frecvene foarte nalte; prezint o impedan de intrare foarte mare; sunt imune la radiaii; au amplificare de curent i de putere foarte mare.

    TEC pot fi de dou feluri: cu canal n i cu canal p. Tranzistoarele TEC-MOS pot fi clasificate, n continuare, n tranzistoare cu canal iniial i tranzistoare cu canal indus. Simbolurile pentru cele dou tipuri de tranzistoare sunt prezentate n fig. 1, terminalele purtnd denumirea de: dren (D), gril (G) i surs (S). Uneori mai poate aprea i al patrulea terminal, substratul.

    Fig. 1. Simboluri pentru reprezentarea tranzistoarelor TEC.

    CANAL N CANAL P

    CANALINITIAL

    CANALINDUS

    TEC-MOS

    TEC-J

    MOSFET N MOSFET P

    JFET P JFET N

    MOSFETind N MOSFETind P

    D

    S

    G

  • 66 Aplicaia nr. 9

    Condiia |||| PGSDSsatDS Uuuu = definete regiunea de saturaie (regiune de tip pentod), n care ID este practic independent de UDS, fiind dependent doar de UGS. Caracteristica de transfer iD = f(uGS)|UDS = ct. n regiunea saturat poate fi descris prin formula: a) pentru TEC-J i TEC-MOS cu canal iniial:

    12

    =

    P

    GSDSSD U

    uIi (1)

    n care IDSS este curentul de dren maxim, la saturaie iar UP reprezint tensiunea de prag. b) pentru TEC-MOS cu canal indus:

    ( ) 2PGSD UuKi = (2) unde K este un parametru ce depinde de tehnologie i ia valori uzuale n intervalul (110) mA/V2.

    Valorile concrete pentru curentul de saturaie IDSS i tensiunea de prag UP depind de tipul tranzistorului i de tehnologia de realizare. n general aceste valori nu sunt riguros controlate tehnologic, n cataloage fiind date plaje de valori ntre care se pot situa aceti doi parametrii. Valorile date n cataloage pentru IDSS i UP sunt considerate la temperatura de 300K (aproximativ 25C).

    n regiunea liniar (regiunea de tip triod) definit de condiia UDS < UDSsat curentul de dren crete rapid cu tensiunea UDS. Pentru tensiuni UDS mici, dispozitivul se comport ca o rezisten comandat n tensiune.

    Pentru caracterizarea TEC la variaii se definete transconductana sau panta gm:

    == =

    P

    GS

    p

    DSSconstU

    GS

    Dm U

    uUI

    udidg

    DS12. (3)

    Schema echivalent a tranzistorului TEC pentru variaii (semnal mic) este prezentat n fig. 2.

    G D

    SS

    gmugs rdsugsuds

    Fig. 2. Schema echivalent a tranzistorului TEC pentru variaii (semnal mic).

    3. PARTEA EXPERIMENTAL

    Pentru ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistoarelor TEC se va folosi circuitul prezentat n fig. 3.

    3.1 Ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistorului TEC-J. a) Ridicarea caracteristicii de transfer iD = f(uGS)|UDS = ct.; determinarea IDSS i UP.

  • Tranzistorul cu efect de cmp caracteristici statice 67

    Se va alimenta circuitul avnd n vedere asigurarea unei tensiuni pozitive n drena tranzistorului TEC-J (J1 n schema din fig. 3, de tip BF245C) i a unei tensiuni negative n gril. Iniial se va asigura VG = 0V i UDS = 5V; n acest caz curentul de dren va reprezenta valoarea IDSS. Apoi VG va fi sczut conform tab. 1, verificnd ca UDS = 5V = ct. Valoarea UGS pentru care curentul de dren se anuleaz reprezint UP.

    UGS [V] URD1 [V] ID [mA] ID1= URD1 /RD1

    UDS [V] const.

    0 IDSS 5 -0,5 5 -1 5 -UP 0 5

    Tab. 1. Se va completa conform msurtorilor efectuate n scopul ridicrii caracteristicii de transfer a unui

    TEC-J cu canal n: iD = f(uGS)|UDS = ct.

    Observaie: Msurarea tensiunii se va efectua cu ajutorul unui voltmetru numeric. Curentul de dren va fi determinat indirect prin msurarea tensiunii URD1.

    VG

    +VD1

    +VD2

    M1

    IRFD110

    D1

    1N4151

    J1

    BF245C

    DZ BZX79C

    R1 1,5K

    R2 1,5K R3

    1,5K

    R4

    10K

    RD1

    1K

    RD2

    100

    Fig. 3. Montaj experimental pentru ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistoarelor TEC.

    b) Ridicarea caracteristicii statice de ieire iD = f(uDS)|UGS = ct. Considernd UDS = 5V se determin UGS pentru care ID = 10mA. Se va modifica n continuare UDS n conformitate cu tab. 2 i se va determina ID.

    3.2 Ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistorului TEC-MOS. a) Ridicarea caracteristicii de transfer iD = f(uGS)|UDS = ct.

  • 68 Aplicaia nr. 9

    Se va alimenta circuitul avnd n vedere asigurarea unei tensiuni pozitive n drena i n grila tranzistorului TEC-MOS. Iniial se va asigura VG = 0V i UDS = 6V; se va urmrii creterea VG pn cnd curentul de dren va fi diferit de 0 (practic 10A). Se va nota valoarea obinut pentru UGS, aceasta reprezentnd practic UP. Apoi VG va fi modificat conform tab. 3, verificnd ca UDS = 6V = ct.

    UDS [V] URD1 [V] ID [mA], ID = URD1 /RD1 UGS [V] const.

    5 10 4 3 2

    1,5 1

    0,5 0,1 0,05

    0 0 Tab. 2. Se va completa conform msurtorilor efectuate n scopul ridicrii caracteristicii statice de ieire

    pentru un TEC-J cu canal n: iD = f(uDS)|UGS = ct.

    UGS [V] URD2 [V] ID [mA], ID= URD2 /RD2 UDS [V], const. UP 0 (10 A) 6

    UP + 0,25 6 UP+0,5 6

    20 6

    Tab. 3. Se va completa conform msurtorilor efectuate n scopul ridicrii caracteristicii de transfer

    pentru un TEC-MOS cu canal n: iD = f(uGS)|UDS = ct.

    b) Ridicarea caracteristicii statice de ieire iD = f(uDS)|UGS = ct. Considernd UDS = 6V se determin UGS pentru care ID = 5mA. Se va modifica n continuare UDS n conformitate cu tab. 4 i se va determina ID.

    UDS [V] URD2 [V] ID [mA], ID= URD2 /RD2 UGS [V], const. 6 5 5 4 3

    1,5 1

    0,5 0,1 0,05

    0 Tab. 4. Se va completa conform msurtorilor efectuate, n scopul ridicrii caracteristicii statice de ieire

    pentru un TEC-MOS cu canal n: iD = f(uDS)|UGS = ct.

  • Tranzistorul cu efect de cmp caracteristici statice 69

    3.3 S se scrie un program PSPICE pentru ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistorului TEC-J. *circuit pentru simularea caracteristicilor statice ale tranzistorului TEC-J. VG 1 0 -1V VD 2 0 10V J1 2 1 0 J2N3819 .LIB DCE.LIB .DC VD 0V 10V 5mV VG LIST -1.8 -2 -2.2 *.DC VG 0V -6V 0.1V VD LIST 5V 10V .PROBE .END

    Fig. 4. Caracteristica de transfer a unui TEC-J cu canal n, iD = f(uGS)|UDS = ct., ridicat prin simulare

    PSPICE.

    Fig. 5. Caracteristica static de ieire pentru un TEC-J cu canal n, iD = f(uDS)|UGS = ct., ridicat prin

    simulare PSPICE.

    UGS = - 1,8V

    UGS = - 2V

    UGS = - 2,2V

  • 70 Aplicaia nr. 9

    3.4. S se scrie un program PSPICE pentru ridicarea caracteristicilor statice ale tranzistorului TEC-MOS. Verificai validitatea ec. (1).

    *circuit de simulare a caracteristicilor statice ale tranzistorului MOS. VG 1 0 1V VD 2 0 1V M1 2 1 0 0 IRF150 .LIB DCE.LIB *DC VD 0V 1V 5mV VG LIST 2.88 2.9 2.92 .DC VG 0V 4V 0.1V VD LIST 1V 5V .PROBE .END

    Fig. 6. Caracteristica de transfer a unui TEC-MOS cu canal n, iD = f(uGS)|UDS = ct., ridicat prin simulare

    PSPICE.

    Fig. 7. Caracteristica static de ieire pentru un TEC-MOS cu canal n, iD = f(uDS)|UGS = ct., ridicat prin

    simulare PSPICE.

    UGS = 2,88V

    UGS = 2,9V

    UGS = 2,92V

  • Aplicaia nr. 10

    TRANZISTORUL CU EFECT DE CMP CIRCUITE DE POLARIZARE

    1. SCOPUL APLICAIEI Aplicaia const n proiectarea i experimentarea a trei tipuri de circuite de

    polarizare folosite n mod curent n practica circuitelor cu tranzist